Transformando la Luna en un inmenso detector de rayos cósmicos

Científicos de la Universidad de Southampton (en el Reino Unido) quieren convertir la Luna en un detector de partículas gigante para ayudar a entender el origen de los rayos cósmicos de ultra alta energía, que son las partículas más energéticas del Universo.

El origen de estos rayos cósmicos es uno de los grandes misterios de la astrofísica. ¿De donde provienen estas partículas? ¿De alguna explosión cósmica super-poderosa? ¿De un enorme agujero negro que absorbe estrellas en una muerte violenta? ¿De colisiones entre galaxias? ¿Del colapso de residuos masivos procedentes del origen del universo? Nadie lo sabe. Ni tampoco cómo obtienen estos rayos su enorme energía.

De la Tierra a la Luna

Hasta ahora, en nuestro planeta, los físicos han detectado las partículas de los rayos cósmicos de ultra alta energía a una tasa de menos de una partícula por kilómetro cuadrado y siglo.

Lo hacen de la siguiente forma: cuando dichas partículas chocan con la atmósfera superior de la Tierra, originan una cascada de partículas secundarias que generan una breve y débil ráfaga de ondas de radio (que dura solo unos nanosegundos).

Esta misma señal podría captarse en la Luna. Pero, hasta el momento, no se había contado con la tecnología de radiotelescopio necesaria para registrar esas señales en nuestro satélite.

Ahora, el Dr. Justin Bray, investigador de magnetismo cósmico en la Universidad de Southampton, es el autor principal de una propuesta para utilizar con este fin un radiotelescopio del futuro, el SKA (abreviatura de Square Kilometre Array), que está previsto sea el instrumento de observación radioastronómica más sensible jamás construido.

El radiotelescopio SKA permitirá obtener imágenes de las fuentes de radio a distancia utilizando la técnica de interferometría. Gracias a su amplia capacidad de detección y au alta sensibilidad, este instrumento sería capaz de detectar las señales de las partículas de ultra alta energía observando la superficie visible de la Luna.

Grandes avances

El beneficio sería notable: En la actualidad, el mayor detector de rayos de ultra alta energía es el Observatorio Pierre Auger de Argentina, que cubre un área de 3.000 kilómetros cuadrados, mas o menos el tamaño de Luxemburgo.

La capacidad del SKA será más de 10 veces mayor que la de este observatorio, y podrá cubrir 33.0000 kilómetros cuadrados. Los investigadores calculan que, a partir de la Luna, podría detectar unos 165 rayos cósmicos de ultra alta velocidad cada año. De usarse, daría acceso por tanto a más datos sobre rayos cósmicos de ultra alta velocidad de los que nunca antes se han tenido.

Dr. Bray ha explicado en declaraciones publicadas por la Universidad de Southampton que: "Los rayos cósmicos de ultra alta energía son tan inusuales que se necesita un detector enorme para recoger un número significativo de ellos. La Luna empequeñece a cualquier detector de partículas construido hasta ahora. Si podemos hacer que esto funcione, podría suponer la mejor oportunidad para averiguar de dónde vienen estos rayos".

El radiotelescopio SKA permitirá obtener imágenes de las fuentes de radio a distancia utilizando la técnica de interferometría. El complejo contará con unos 3.000 telescopios, de 15 metros de diámetro cada uno.

Por otra parte, usando una red de antenas de radio situadas en el hemisferio sur, el SKA permitirá avances en la comprensión de cómo evolucionó el universo y, con receptores ubicados a través de Australia y África, proporcionará información detallada sobre la amplia estructura a escala 3D del Universo.

Cuando esté operativo a principios de la década de 2020 (está previsto que empiece a fabricarse en 2016), este radiotelescopio producirá más de 10 veces el tráfico de Internet mundial en su sistema de telecomunicaciones internas. Para reproducir un solo día de datos del SKA, un reproductor MP3 necesitaría cerca de dos millones de años.