La mayoría de los rayos cósmicos son núcleos atómicos, en su mayoría núcleos de hidrógeno, algunos de helio y el resto de elementos más pesados. Si bien los rayos cósmicos de baja energía se originan en el Sol, el origen de otros rayos cósmicos de mayor energía aún se desconoce.
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¿Qué son los rayos cósmicos?
Son fragmentos de átomos que llueven sobre la Tierra desde fuera de nuestro sistema solar. Se iluminan a velocidad luz y se les atribuye problemas electrónicos en satélites y otro tipo de máquinas. Si bien fueron descubiertos en 1912, hay muchas cosas sobre los rayos cósmicos que son un misterio, como su origen.
En 2017 hubo un gran avance sobre su estudio, cuando el Observatorio Pierre Auger estudió la trayectoria de llegada de 30 mil partículas cósmicas. La conclusión fue que hay una diferencia en la frecuencia con la que llegan los rayos cósmicos. Si bien el origen de estos rayos es nebuloso, saber dónde buscar es importante para conocer de dónde provienen.
Los rayos cósmicos de mayor energía colisionan con los átomos que están en la atmósfera de la Tierra y muy pocas veces llegan a tocar el suelo.
¿Cuál es el origen de los rayos cósmicos?
Este tipo de rayos fueron descubiertos en la década de 1900, pero ya se sabía que algo misterioso ocurría en la década de 1780. El físico francés Charles-Augustin de Coulomb, observó una esfera cargada de forma repentina y misteriosa que ya no se cargaba. En ese momento se pensaba que le aire podía era un aislante y no un conductor eléctrico. Pero luego los científicos descubrieron que le aire podía conducir electricidad si sus moléculas están cargadas o ionizadas.
Pero seguía siendo un misterio el origen de dichas moléculas, incluso cuando se intentaba bloquear la carga con grandes cantidades de plomo. En 1912, el físico Victor Hess voló un globo a 5.300 metros de altura y descubrió que había tres veces más radiación ionizante que en el suelo. Esto significaba que la radiación debía venir del espacio exterior.
Su origen está relacionado con las supernovas
Rastrear el origen de rayos cósmicos tardó más de 100 años. En 2013 el telescopio espacial de rayos gamma Fermi publicó resultados de la observación dedos remanentes de supernova en la Vía Láctea. Entre los productos de las explosiones están los fotones de rayos gamma, que no se ven afectados por los campos magnéticos a diferencia de los cósmicos.
Los rayos gamma estudiados tenían la misma energía que las partículas subatómicas conocidas como piones neutros. Estas partículas son producidas cuando los protones se atascan en un campo magnético en la onda de choque de la supernova, y chocan entre sí.
En resumen, las firmas de energía que coincidieron demostraron que los protones podían moverse a velocidades tan rápidas dentro de una supernova como para crear rayos cósmicos.
Los rayos cósmicos son creados principalmente en las supernovas, pero también hay otras fuentes que pueden producirlas.
¿Cómo saber de dónde provienen?
Sabemos que estos rayos son fragmentos de átomos como protones, electrones y núcleos atómicos. Estos rayos pueden ser creados en supernovas, pero también existen otras fuentes generadoras de rayos cósmicos.
Estos rayos constantemente llegan a la Tierra, pero por lo general los de mayor energía colisionan con átomos en la atmósfera superior del planeta y raras veces llegan al suelo. Mientras que las partículas de menor energía son expulsadas de la atmósfera sin acercarse al suelo.
El problema es que cuando llegan a la Tierra es imposible rastrear su origen. Ya que su trayectoria ha cambiado mientras viajaban a través de varios campos magnéticos. Pero por lo general, su punto de origen tiende a ser estrellas, galaxias y otras grandes estructuras.