El universo está lleno de una variedad de radiación y partículas, que se pueden observar aquí en la tierra. Incluye fotones en todo el rango del espectro electromagnético, desde frecuencias de radio bajas hasta rayos gamma de alta energía. También incluye otras partículas como neutrinos y rayos cósmicos, que están cerca de la velocidad de la luz a través del universo.
Curiosamente, los «rayos cósmicos» no son en realidad rayos, hay razones históricas para este nombre, sino partículas pequeñas, en su mayoría núcleos nucleares, que aceleran a enormes fuerzas en algún lugar del universo. Aunque sus fuentes aún no se entienden completamente, se asocian con algunos entornos extremos del universo, como agujeros negros, sobremarro o estrellas de neutrones rotativas (una especie de estrella muerta).
Pero ocasionalmente los rayos cósmicos tienen más energía de lo habitual. Hemos sido conscientes de esto desde 1962, pero aún no sabemos por qué.
No sabemos de dónde proviene esta radiación cósmica de ultra alta energía.
Ahora, la investigación de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Noruega (NTNU) puede haber encontrado la respuesta a esta gran pregunta que no puede responderse en la física.
Los agujeros negros supermosivos pueden causar
Foto Okanomou, profesor asistente en el Departamento de Física de NTNU, está trabajando en el caso. En un artículo reciente, ella y sus colegas dan una explicación completamente nueva y plausible a esta radiación de energía ultra alta.
El autor clave es el becario de doctorado Domenic Ehlert del mismo departamento. El equipo también incluye a un compañero Postdactal Enrico Peretti de la Universidad de París City. Su trabajo se centra en la física astronómica, que estudia la relación entre las partículas más pequeñas del universo y los fenómenos más grandes del universo.
«Sospechamos que esta radiación de alta energía fue creada por los agujeros negros supermass», dijo Okonomou.
Pero, ¿qué significa en la tierra?
Los agujeros negros activos crean aire
La Vía Láctea es el barrio de ti y yo vivimos. Nuestro sol y sistema solar son parte de esta galaxia, así como al menos otras 100 mil millones de estrellas.
«Hay un agujero negro llamado Dhanu Rashi-A*, que está en el centro de la Vía Láctea. Este agujero negro se encuentra actualmente en una fase tranquila. No hay suficiente contenido en los alrededores», dijo Peretti.
Contrasta con agujeros negros en crecimiento, escandalosos y activos, aumentando la masa de nuestro sol cada año.
«Antes de tirar de una pequeña porción del objeto puede alejarse de la fuerza del agujero negro. Como resultado, estos agujeros negros crean el aire, que se mueve a una velocidad de la mitad de la luz a través del universo», dijo Peretti.
Sabemos sobre estos vientos monstruosos durante casi diez años. El aire de estos agujeros negros puede afectar las galaxias. Al volar los gases, pueden evitar la formación de nuevas estrellas, por ejemplo. Es bastante dramático en sí mismo, pero Okonomou y sus colegas han visto algo más, estos vientos pueden causar. «
Es probable que estos poderosos vientos aceleren las partículas que crean radiación de energía ultra alta ”, dijo Ehller.
Para comprender esto, necesitamos explicar un poco sobre los átomos.
Átomos y una enorme cantidad de potencia
Los átomos contienen núcleo, que se compone de protones y neutrones. Estas partículas son de quarks, pero no tenemos que hacerlo en este momento.
Se pueden encontrar uno o más electrones alrededor de este núcleo llamado nube.
«La radiación de energía ultra alta incluye protones o núcleos nucleares con la potencia de hasta 1020 Electron Volt», explicó Okanomou.
Si ese número no significa nada para usted, en este caso, debe saber que este es un poder completamente enorme.
«Serena Williams es una partícula de este tipo cuando se sirve a una velocidad de 200 km por hora, más pequeña que el átomo, el tenis funciona con la pelota», dijo Ocononomou.
Corresponde al poder de los investigadores en Suiza y el colisionador de hadrones más grande de Francia, aproximadamente mil millones más de poder.
Afortunadamente, estos rayos cósmicos son destruidos por la atmósfera de la tierra. Cuando llegan al nivel del suelo, son inofensivos como toda la otra radiación cósmica que nos llega a la superficie de la tierra.
«Pero para los astronautas, la radiación cósmica es un problema muy grave», dijo Okonomou.
La tripulación de la aerolínea no tiene que preocuparse por esto porque no vuelan lo suficiente.
«La principal preocupación de los astronautas es la radiación cósmica de baja potencia producida por el sol, porque es más común. Los rayos que estudiamos son raros y es poco probable que pasen por los astronautas», dijo.
Otro sospechoso
En el pasado, los investigadores han examinado si estas partículas de alta potencia provienen de explosiones de rayos gamma, galaxias que están creando nuevas estrellas a precios muy altos o salidas de plasma de supermasando agujeros negros.
Sin embargo, Okonomou y sus colegas tienen otros otros.
«Todos los demás oothes son muy buenos ESP: todas son fuentes de energía. Pero nadie ha proporcionado evidencia de que ninguno de ellos es una fuente.
¿Culpable? Tal vez
Entonces, ¿qué sabemos realmente? ¿Hay un aire que crea más partículas de energía en la radiación cósmica?
«Nuestra respuesta es más cuidadosa,» tal vez «», dijo Okonomou.
No suena especialmente dramáticamente. Sin embargo, cuando los investigadores hacen este tipo de preguntas, a menudo sienten una sensación de emoción y «¡sí, puede ser lo mismo!» Piense eso, pero esto no significa que en este caso sea así.
«Hemos encontrado que las condiciones relacionadas con estos vientos son especialmente adecuadas con la aceleración de las partículas. Pero aún no podemos demostrar este viento en particular», dijo.
Sin embargo, el modelo utilizado por los investigadores puede describir un aspecto específico de estas partículas que aún no entendemos. En el rango de una energía particular, las partículas tienen una composición química, y otros modelos no pueden describir de manera significativa.
«Podemos probar el patrón usando experimentos de neutrinos», dijo Okonomou.
Sin embargo, es una tarea para un artículo completamente diferente.
«En los próximos años, esperamos cooperar con un astrónomo de neutrinos para probar nuestro HYP», dijo Okanomou. Tal vez encuentren más evidencia más tarde, de una forma u otra.
