Sigue el misterio de los rayos cósmicos

Rayos cósmicos

En el último episodio de Cosmos (2014), Neil deGrasse Tyson nos contó cómo el físico austríaco Victor Hess buscó rayos cósmicos en un globo a comienzos del siglo XX. La idea era determinar si se debilitaban conforme aumentaba la distancia al suelo. Hess sospechaba que venía del exterior de la Tierra, y en efecto descubrió que a cinco kilómetros de altura los rayos cósmicos eran más intensos. No podía provenir del Sol porque la intensidad era la misma de día que de noche, y Hess incluso hizo un ascenso durante un eclipse solar. La fuente era mucho más lejana de lo que se pensaba.

Ahora sabemos algo más. Para empezar, los rayos cósmicos no son rayos, en el sentido de que no son energía como las ondas electromagnéticas. En realidad, son partículas, fundamentalmente núcleos de hidrógeno y helio, así como electrones, positrones y otros bichos. También creemos que los rayos cósmicos se generan en las supernovas, si bien hay otras posibles fuentes como ciertos núcleos galácticos activos e incluso algunas llamaradas solares. Y poco más sabemos.

Hay diversos problemas observacionales que impiden obtener más información sobre las fuentes de los rayos cósmicos. En primer lugar, cuando atraviesan la atmósfera terrestre crean un montón de partículas que se esparcen en múltiples direcciones, así que debemos ir al espacio para obtener información más fiable. En segundo lugar, es necesario diseñar un instrumento especial de detección, ya que no se trata de ondas electromagnéticas y los observatorios orbitales habituales no sirven. En tercer lugar, los rayos cósmicos tienen una energía enorme, lo que obliga a ponerse las pilas a la hora de fabricar un detector.

Para solventar esos problemillas la NASA lanzó en junio de 2008 el observatorio Fermi. Orbitando a unos 500 kilómetros de altitud, dispone de diversos instrumentos para captar rayos gamma de alta energía, y el llamado LAT (Large Area Telescope) puede asimismo procesar los electrones y positrones procedentes de rayos cósmicos.

En 2010 se publicaron los primeros resultados, y la conclusión era que el origen de los rayos cósmicos era… desconocido. En realidad no resultaba sorprendente, ya que los rayos cósmicos son partículas cargadas eléctricamente y los campos magnéticos que pululan por la Galaxia cambian su trayectoria. Después de recorrer miles de años-luz (bueno, en realidad una cantidad desconocida de años-luz), un rayo cósmico puede tomar prácticamente cualquier dirección. Eso significa que, al detectarlos, podrían venir de cualquier lugar.

Se esperaba que ese “cualquier lugar” no fuese literal y que al menos hubiese algo de anisotropía en el cielo, esto es, que algunas regiones fuesen más brillantes que otras. Quizá una supernova cercana esté lanzando grandes cantidades de rayos cósmicos, y en tal caso la zona del cielo donde está ubicada se vería más brillante. Algo podríamos sacar, como cuando oyes un trueno y no puedes determinar su origen pero al menos sabes por dónde suena.

Los resultados de 2010 son inconcluyentes, indicando que si hay alguna diferencia entre una región y otra en la dirección aparente de los rayos cósmicos, sería del orden de un uno por ciento o menos. Por supuesto, esto no queda así. El equipo LAT/Fermi se ha pasado los últimos siete años recogiendo más información, y recientemente han publicado sus nuevos resultados. Después de tanto tiempo recogiendo rayos cósmicos era de esperar obtener algún resultado. Bueno, pues lo que es obtener, lo han obtenido. El resultado es: cero. Seguimos sin saber de dónde vienen.

Dicen que es más fácil publicar un “paper” con resultado positivo que negativo, y no conozco a muchos colegas que se contenten con afirmar que no han visto nada y punto. Tampoco los medios de comunicación parecen haberse apercibido de la importancia de informar sobre un resultado negativo, y una búsqueda en Google muestra el mismo texto por todos lados, correspondiente a un artículo de Ars Technica.

A pesar de todo, un resultado negativo sigue siendo valioso, y cuando no hay pues no hay. Y es que la ciencia no es como en las películas. El gran descubrimiento no aparece en dos días ni lo realiza un científico en la soledad de su laboratorio. Al contrario, el reciente artículo de 2017 contiene casi un centenar de firmas. Tres de ellos son españoles: Andrea Caliandro, Daniela Hadasch y Diego Torres, del Instituto de Ciencias del Espacio (CSIC).

Es posible que futuras mediciones puedan aclarar esta cuestión, igual que hubo que esperar a COBE, Planck y WMAP para detectar fluctuaciones en la radiación cósmica de microondas. Mientras tanto, habrá que seguir tarareando la vieja canción de U2:

I have climbed the highest mountains…

but I still haven´t found / what I´m looking for

but I still haven´t found / what I´m looking for


1 Comentario

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AJAJ

Para que luego digan que no quedan misterios.

Tanta regularidad en el caos es impresionante. Lo único parecido que se me ocurre es el mismísimo fondo de microondas…

Sobre el campo magnético galáctico, recuerdo haber visto un paper (de 2008, cómo pasa el tiempo), que mostraba una correlación bastante fuerte entre los brazos galácticos (otro misterio por resolver…) y los mismos. Como si fueran tubos de plasma atrapados en dichos campos magnéticos… por otra parte, tampoco es tan extraño. Es gas ionizado en buena medida.

¿Una distribución así genera realmente ruido blanco de fuentes localizadas? La verdad es que no lo veo. ¿Hay algún artículo que discuta cómo puede pasar esto?

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