Un descubrimiento desafía la teoría sobre el origen de los rayos cósmicos

Los rayos cósmicos procedentes del espacio exterior viajan con tanta energía que, según los físicos, “solo los núcleos activos de las galaxias o los estallidos de rayos gamma pueden producirlos”, ha explicado a SINC Nathan Whitehorn, científico del telescopio IceCube. A pesar de estas dos hipótesis, su origen sigue siendo un misterio.

Whitehorn y su equipo han intentado dilucidar de dónde proceden estos rayos cósmicos superenergéticos. Esperaban encontrar la respuesta en la Antártida, donde opera IceCube, el telescopio de neutrinos más sensible del planeta. Pero no lo han conseguido, como explican en un artículo publicado en la revista Nature.

“Determinar el origen de esta radiación es algo muy difícil por varias razones –señala el científico–, como por ejemplo, que no viaja en línea recta”. En cambio los neutrinos sí lo hacen y, según los modelos teóricos vigentes, las explosiones de rayos gamma que acelerarían la radiación cósmica también producirían neutrinos.

El resultado esperado era que, entre los años 2008 y 2010, los telescopios detectaran 10 neutrinos asociados a brotes de rayos gamma, pero no ha sido así. “No hemos detectado ninguno y esto significa que quizás hemos de revisar los modelos teóricos actuales sobre el origen de los rayos cósmicos”, afirma Whitehorn.

Los autores del estudio contemplan dos posibles explicaciones para estos sorprendentes resultados. Una es que los estallidos de rayos gamma no sean la única fuente de rayos cósmicos, “lo que desviaría nuestra atención hacia otros posibles orígenes, como los núcleos activos de galaxias”, especifica Whitehorn. Y la otra es que la producción de rayos cósmicos no esté acompañada por tantos neutrinos como se creía.

Midiendo neutrinos desde la estación Ice Cube

Los brotes de rayos gamma son los eventos electromagnéticos más luminosos del universo. Están asociados a grandes explosiones en galaxias muy lejanas y se ha comprobado que un estallido típico es muy corto, de unos pocos segundos, y puede generar la misma energía que el sol en un período de diez mil millones de años.

“Todavía son fenómenos misteriosos para nosotros. Necesitamos continuar con las medidas de neutrinos para llegar a entender este proceso”, explica el físico.

“La información que nos pueden proporcionar los neutrinos es la única ventana que tenemos para conocer los procesos astrofísicos”, afirma Whitehorn. Pero no es tarea fácil. La dificultad reside en que estas partículas atraviesan la Tierra sin interactuar con nada ni con nadie. “Se necesitan detectores enormes bajo tierra para observarlos”, explica este científico des del polo sur.

Más de cincuenta investigadores de distintas nacionalidades, España entre ellas, están instalados en la estación del polo sur de IceCube. Este telescopio está construido en las profundidades del hielo antártico por medio del despliegue de millares de sensores situados entre 1.450 y 2.450 metros bajo la superficie.

Referencia bibliográfica:

IceCube Collaboration. “An absence of neutrinos associated with cosmic-ray acceleration in c-ray bursts”. Nature 484: 351-354. Abril de 2012. DOI:10.1038/nature11068