Brújula cósmica: por qué la galaxia cede terreno antes de lo que se pensaba ✛
El cielo nocturno parece tranquilo, pero en realidad está atravesado por una lluvia invisible de partículas cargadas: los rayos cósmicos. Los científicos llevan mucho tiempo intentando averiguar dónde nacen los más energéticos. Hasta hace poco se creía que nuestra galaxia suministra partículas hasta energías de unos 4 EeV, el llamado "tobillo" del espectro. Pero los nuevos datos obligan a revisar ese límite.
Los astrofísicos construyeron un modelo con tres componentes: hierro galáctico, partículas extragalácticas y un misterioso "componente B", núcleos intermedios cuyo origen era la gran pregunta. Al comparar las predicciones con los datos del Observatorio Pierre Auger, descubrieron que una explicación puramente extragaláctica no funciona, porque por debajo de 4 EeV la aguja de la brújula apunta al centro de la galaxia. Pero las fuentes galácticas tampoco bastan: las simulaciones mostraron que producirían un temblor de la aguja demasiado fuerte.
Por ejemplo, el microcuásar Cygnus X-3, que se encuentra a 9.4 kiloparsecs de nosotros, no habría tenido tiempo de entregar partículas de las energías necesarias en su corta vida, de solo 0.4 millones de años. Y el centro galáctico exigiría una luminosidad comparable a todo el presupuesto energético. Ni siquiera las "fábricas de partículas" más potentes pueden explicar lo que se observa.
La solución resultó elegante: la cola del hierro galáctico (15%, 10% y 5% en tres intervalos de energía) más un componente B extragaláctico isótropo. Este modelo describe perfectamente todos los datos: χ²/ndf = 11.1/6, frente a 59.8/6 para la alternativa. Esto significa que la transición de los rayos galácticos a los extragalácticos comienza ya en la energía de la segunda rodilla, no en el tobillo.
Ahora la brújula cósmica apunta en una nueva dirección para futuras investigaciones: precisar la composición de las partículas en este rango y medir el vector completo del dipolo. Quizá dentro de unos años sepamos qué galaxias lejanas nos envían sus saludos cargados.
El microcuásar Cygnus X-3, uno de los candidatos a fuente de la componente B, se encuentra a una distancia de unos 9.4 kpc, pero su edad se estima en menos de 0.4 millones de años. Esto no es suficiente para que las partículas con energía inferior a 1 EeV hayan podido llegar a la Tierra, incluso si la fuente fuera lo bastante potente.
La idea de que los rayos cósmicos puedan provenir de núcleos activos de galaxias o microcuásares resuena con las tramas de la ciencia ficción, donde poderosos objetos astrofísicos actúan como aceleradores naturales. Por ejemplo, en la novela de Alastair Reynolds 'Espacio de revelación' se mencionan chorros relativistas capaces de acelerar partículas hasta energías extremas.