Rayos Cósmicos probablemente proceden de supernovas

En todas las direcciones del cielo, los rayos cósmicos vuelan a través del espacio a velocidades increíbles. Estos 'rayos' -que en su mayor parte son partículas eléctricamente cargadas conocidas como protones- están entre las partículas más energéticas del Universo.

Durante casi 100 años, las partículas que componen los rayos cósmicos han sido unas de las más enigmáticas, por sus inciertos orígenes. Ahora, los investigadores han descubierto pruebas para respaldar una vieja teoría sobre que los rayos proceden de las supernovas, o estrellas en explosión.

Los nuevos hallazgos proceden del Telescopio Espacial de Rayos Gamma Fermi, una colaboración de la NASA e instituciones de varios países. Se describen en el ejemplar del 7 de enero de la revista Sci­ence.

Cómo logran los rayos cósmicos unas velocidades tan altas ha sido un misterio durante casi un siglo. La idea de que pueden proceder de las supernovas se propuso hace décadas, pero había pocas pruebas directas para respaldarla.

Cuando una estrella muere y agota su combustible nuclear, los procesos atómicos provocan que estalle. El material estelar entonces se estrella contra el gas interestelar, compimiéndolo y formando ondas de choque, las cuales son áreas móviles de una compresión extremadamente alta en un gas o fluido. Los investigadores han supueso que estas ondas de choque son el lugar más probable donde las partículas cargadas aceleran para convertirse en rayos cósmicos.

Pero "las observaciones aún tienen que señalar dónde tiene verdaderamente lugar la aceleración", dice Ya­sunobu Uchiyama del Instituto Kavli para Astrofísica de Partículas y Cosmología de la Universidad de Stanford en Cal­i­for­nia.

En la nueva investigación, la colaboración del Telescopio de Gran Área, liderada por los investigadores Takaaki Tanaka, Uchiyama, y Hi­roy­asu Tajima del instituto, difundieron la primera imagen de un remanente de supernova en el rango de energía de los giga-electrónvoltios, unas 200 millones de veces la energía de la luz visible. Las imágenes revelan dónde se distribuyen los rayos cósmicos en el remanente, dicen los científicos.

"Por fin hemos tenido éxito al conseguir información sobre la distribución espacial de un remanente de supernova en esta banda de energía", dijo Tanaka a Sym­me­try.

Para detectar por dónde merodeaban los rayos cósmicos, los investigadores rastrearon luz de rayos gamma, una forma de luz de alta energía procedente de un remanente de supernova conocido como W44 (en la imagen superior). Los rayos cósmicos tienden a producir rayos gamma a través de procesos subatómicos cuando interactúan con el gas difuso entre las estrellas. Los investigadores dedujeron que los rayos gamma que detectaron muy probable se creaban de esta forma basándose en el espectro observado de rayos gamma, o en la cantidad de luz procedente de distintas energías.

"Este artículo demuestra que Fermi es capaz de determinar el origen de los rayos gamma", dice Tanaka. "Conforme la colaboración recopile más datos, la certeza aumentará", continúa.

"No podemos declarar con seguridad que hemos visto por fin la firma de estos protones", dice Uchiyama, de acuerdo a la publicación. "Hay otra posibilidad que tenemos que descartar. Pero si podemos demostrar esta conexión, será un enorme avance. Los investigadores han estado persiguiendo esto durante casi 100 años, desde que se comprendieron por primera vez los rayos cósmicos".