Los rayos cósmicos son realmente partículas subatómicas, que son principalmente protones (núcleos de hidrógeno) y ocasionalmente helio o núcleos atómicos más pesados y muy ocasionalmente electrones. Las partículas de rayos cósmicos son muy enérgicas debido a que tienen una velocidad sustancial y, por lo tanto, un impulso sustancial.
La partícula Oh-My-God detectada en Utah en 1991 era probablemente un protón que viajaba a 0.999 (y agrega otros 20 x 9s después de eso) de la velocidad de la luz y supuestamente transportaba la misma energía cinética que una pelota de béisbol que viaja a 90 kilómetros por hora. hora.
Su energía cinética se estimó en 3 x 10.20 electronvoltios (eV) y habría tenido la energía de colisión de 7.5 x 1014 eV cuando golpea una partícula atmosférica, ya que no puede renunciar a toda su energía cinética en la colisión. Los desechos que se mueven rápidamente se llevan parte de ellos y también hay algo de pérdida de calor. En cualquier caso, esto es aproximadamente 50 veces la energía de colisión que esperamos que el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) pueda generar a plena potencia. Entonces, esto le da una base sólida para burlarse de los apocalípticos que todavía están convencidos de que el LHC destruirá la Tierra.
Ahora, la mayoría de las partículas de rayos cósmicos son de baja energía, hasta 1010 eV - y surgen localmente de las erupciones solares. Otra clase más energética, hasta 1015 eV, se cree que se originan en otras partes de la galaxia. Es difícil determinar su fuente exacta ya que los campos magnéticos de la galaxia y el sistema solar alteran sus trayectorias para que terminen teniendo una distribución uniforme en el cielo, como si vinieran de todas partes.
Pero en realidad, estos rayos cósmicos galácticos probablemente provienen de supernovas, posiblemente en un proceso de liberación retardada a medida que las partículas rebotan de un lado a otro en el campo magnético persistente de un remanente de supernova, antes de ser catapultadas a la galaxia más amplia.
Y luego están los rayos cósmicos extragalácticos, que son de la variedad Oh-My-God, con niveles de energía superiores a 1015 eV, incluso raramente superior a 1020 eV - que son más formalmente titulados rayos cósmicos de ultra alta energía. Estas partículas viajan muy cerca de la velocidad de la luz y deben haber tenido una gran patada para alcanzar tales velocidades.
Sin embargo, un aura de misterio quizás demasiado exagerada ha rodeado tradicionalmente el origen de los rayos cósmicos extragalácticos, como se ejemplifica en el título Oh-My-God.
En realidad, existen límites respecto de cuán lejos puede originarse una partícula de energía ultraalta, ya que, si no chocan con otra cosa, eventualmente se encontrarán con el límite de Greisen-Zatsepin-Kuzmin (GZK) . Esto representa la probabilidad de que una partícula de rápido movimiento finalmente choque con un fotón cósmico de fondo de microondas, perdiendo energía y velocidad en el proceso. Resulta que los rayos cósmicos extragalácticos retienen energías de más de 1019 eV no puede haberse originado en una fuente a más de 163 millones de años luz de la Tierra, una distancia conocida como el horizonte GZK.
Observaciones recientes del Observatorio Pierre Auger han encontrado una fuerte correlación entre los patrones de rayos cósmicos extragalácticos y la distribución de galaxias cercanas con núcleos galácticos activos. Biermann y Souza han creado un modelo basado en la evidencia para el origen de los rayos cósmicos galácticos y extragalácticos, que tiene una serie de predicciones comprobables.
Proponen que los rayos cósmicos extragalácticos se hilan en discos de acumulación de agujeros negros supermasivos, que son la base de los núcleos galácticos activos. Además, estiman que casi todos los rayos cósmicos extragalácticos que llegan a la Tierra provienen del Centauro A. Por lo tanto, no hay un gran misterio, de hecho, es un área rica para futuras investigaciones. Las partículas de un disco de acreción de agujero negro supermasivo activo en otra galaxia se están entregando a nuestra puerta.
Otras lecturas: Biermann y Souza Sobre un origen común de los rayos cósmicos galácticos y extragalácticos.
