Los científicos han logrado un gran avance en la comprensión del origen de una de las partículas más poderosas jamás detectadas: la partícula “Amaterasu”. Este rayo cósmico, que lleva el nombre de la diosa japonesa del sol, transporta una sorprendente cantidad de energía 40 millones de veces mayor que las partículas producidas en el acelerador más grande del mundo, el Gran Colisionador de Hadrones (LHC). El descubrimiento arroja luz sobre los fenómenos extremos que aceleran la materia a velocidades inimaginables y podría ayudar a identificar las regiones más violentas del universo.
El rompecabezas de los rayos cósmicos de energía ultraalta
Los rayos cósmicos son partículas cargadas de alta energía que bombardean constantemente la Tierra desde el espacio. La partícula Amaterasu, detectada en 2021, se ubica como la segunda partícula más energética jamás observada, superada solo por la legendaria partícula “Oh-Dios mío” detectada en 1991. Estos niveles de energía extremos son excepcionalmente raros, lo que lleva a los científicos a investigar sus fuentes: principalmente, restos de explosiones de supernovas y los ambientes caóticos alrededor de los agujeros negros supermasivos en los centros de las galaxias.
El enigma se profundizó porque Amaterasu parecía haberse originado en el “Vacío Local”, una vasta región del espacio casi vacía. El vacío carece de las condiciones densas y violentas típicamente asociadas con la aceleración de partículas de alta energía, lo que hace que su origen sea aún más desconcertante.
Nuevos puntos de análisis más allá del vacío
Las investigadoras Francesca Capel y Nadine Bourriche del Instituto Max Planck de Física cuestionaron esta suposición. Utilizando un novedoso enfoque basado en datos, encontraron evidencia de que Amaterasu probablemente no se originó en el Vacío Local, sino en una galaxia cercana en formación de estrellas. Específicamente, su análisis sugiere una gran probabilidad de que la partícula haya sido lanzada desde M82, una galaxia relativamente cercana y en formación activa.
El método del equipo combinó simulaciones realistas basadas en la física con datos de observación utilizando una técnica estadística llamada Computación Bayesiana Aproximada en tres dimensiones. Esta técnica comparó las trayectorias previstas de los rayos cósmicos de alta energía, teniendo en cuenta la influencia de los campos magnéticos, con observaciones reales para determinar las ubicaciones más probables de las fuentes.
Implicaciones para comprender los eventos cósmicos extremos
Las implicaciones van más allá de resolver el misterio de Amaterasu. Al identificar posibles fábricas de rayos cósmicos, los científicos pueden comprender mejor cómo el universo acelera la materia a energías tan extremas. Este conocimiento también podría revelar información sobre el comportamiento de la materia en condiciones mucho más allá de lo que se puede lograr en los laboratorios.
“La exploración de los rayos cósmicos de energías ultraaltas nos ayuda a comprender mejor cómo el Universo puede acelerar la materia a tales energías, y también a identificar ambientes donde podemos estudiar el comportamiento de la materia en condiciones tan extremas”, dijo Capel.
El equipo de investigación ahora se centra en perfeccionar sus métodos de análisis estadístico para maximizar el potencial de los datos existentes, con el objetivo de lograr una comprensión aún más profunda de las fuerzas que dan forma a las partículas más energéticas del universo. Este trabajo ayudará a descubrir los secretos de los entornos más violentos del cosmos.
