Se arrojan dudas sobre la fuente de las partículas más poderosas del universo

Stephen Battersby
New Scientist
Traducido por Ciencia Kanija
13/05/08

Las partículas de mayor energía del universo ha vuelto a lograr parte de su misterio anterior. El año pasado, parecía que el origen de estas partículas había sido finalmente rastreado hasta un conjunto de agujeros negros gigantes en galaxias cercanas, pero un nuevo estudio arroja dudas sobre esta conclusión.

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Los rayos cósmicos de ultra-alta energía, o UHECRs, son partículas subatómicas individuales con energías de hasta 1020 electrón-voltios, mucho más que cuaqluier energía lograda en los aceleradores de partículas.

Cuando impactan en la atmósfera de la Tierra, producen una lluvia de otras partículas, y el Observatorio Pierre Auger en Argentina ha observado más de estos eventos que cualquier otro detector.

En noviembre de 2007, un equipo de Auger observó las direcciones de llegada de 27 rayos cósmicos de la mayor energía, y encontraron que encajaban con un sugerente patrón. La mayoría de ellos procedían en un rango de 3º de las direcciones de galaxias cercanas activas, las cuales tienen agujeros negros supermasivos en sus núcleos y emiten muchos tipos de radiación. Por lo que parecía que las galaxias también emitían UHECRs.

Ahora un grupo de investigadores liderado por Igor Moskalenko de la Universidad de Stanford en California, Estados Unidos, ha observado más detalladamente estas galaxias activas en concreto, así como otras en la misma línea de visión. Encontraron que consistía en un grupo bastante poco notable. “La muestra consistía principalmente en unas galaxias activa de baja potencia”, dice Moskalenko.

Tales galaxias débilmente activas son comunes – tan comunes, de hecho, que los astrónomos esperan encontrar varias de las mismas en un rango de 3º de cualquier dirección aleatoria del cielo. “La correlación encontrada por el grupo de Auger es probable que sea una coincidencia”, dijo Moskalenko a New Scientist.

Demasiado débiles

Además, Moskalenko cree que las pequeñas galaxias débilmente activas simplemente carecen de la potencia de fuego para generar los rayos cósmicos de mayor energía. Por una cosa, no muestran signos de emisiones de rayos gamma de alta energía, lo cual cree que debería ir junto con la aceleración de rayos cósmicos.

En lugar de esto, sugiere que la UHECRs es más probable que proceda de la energética generación de las galaxias activas, tales como quásares y radiogalaxias, especialmente aquellas que expulsan chorros a alta velocidad de material, el cual ya se sabe que emite rayos gamma.

Algunos de los rayos cósmicos vistos por Auger coinciden con ejemplos de estas galaxias armadas. Al menos cuatro de ellos podrían haber sido disparados hacia nosotros por Centaurus A, una radiogalaxia a sólo 12 millones de años luz de distancia.

Moskalenko y sus colegas dicen que el resto de UHECRs podrían proceder también de galaxias activas cercanas con chorros, incluso si las direcciones de llegada no coinciden con tales fuentes.

Caminos curvados

Esto es debido a que estos rayos cósmicos son posiblemente protones o partículas cargadas más pesadas, cuyos caminos son curvados por campos magnéticos. Moskalenko apunta que la fuerza y alineación de los campos magnéticos intergalácticos no se conoce bien, por lo que podrían ser capaces de curvar los caminos de los rayos cósmicos 3º. Entonces, las radiogalaxias como Centaurus A podrían en efecto ser estar disparándonos a la vuelta de la esquina.

Pero el miembro del equipo de Auger, Jim Hinton, de la Universidad de Leeds, en el Reino Unido, no está de acuerdo con la interpretación de los datos de Moskalenko. Dice que el hecho de que las galaxias sean débiles sugiere que la mayoría de ellas no sería capaz de producir un único rayo cósmico de energía ultra-alta que pudiese realizar todo el camino hasta un detector en la Tierra.

Eso explica por qué Auger ha detectado sólo 27 UHECRs, cuando hay muchas más galaxias activas de las que teóricamente los producen. “Lo que se ve es en gran medida tema de casualidad”, dijo Hinton a New Scientist.

“Esto implica que las galaxias activas que aceleran los UHECR son comunes en la naturaleza – es decir, no sólo las potentes radiogalaxias”, concluye Hinton. “Esta implicación es algo que ha sorprendido (y llevados a la crítica) a muchos autores – ¡pero la naturaleza podría ser justo así!”

Incluso si el misterio de los UHECR no está aún resuelto, podría resolverse pronto – el Observatorio Auger, que publicó sus primeros resultados en 2005, está casi completo y maneja datos de rayos cósmicos más rápido que antes.