Científicos chinos atribuyen el origen de la Vía Láctea a los rayos cósmicos de alta energía

Dijeron que la presencia de una estructura similar a una burbuja, aproximadamente 10 millones de veces más grande que nuestro sistema solar, podría explicar cómo se originaron los rayos gamma de alta energía dentro de la Vía Láctea, contrariamente a las teorías anteriores sobre su origen.

“Este es el primer súper acelerador de rayos cósmicos identificado”, dijo a la agencia oficial de noticias Xinhua el autor correspondiente Cao Chen, profesor del Instituto de Física de Altas Energías de la Academia de Ciencias de China.

Los rayos cósmicos son partículas cargadas que se mueven por el espacio aproximadamente a la velocidad de la luz. Aunque fueron descubiertos hace más de 100 años, los científicos aún no tienen claro cómo se forman los rayos que llegan a la Tierra y dónde se originan.

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Los espectros de energía anteriores de los rayos cósmicos mostraban un punto de inflexión en un nivel de energía de 1 peta electrón voltio (PeV), llamado “rodilla” debido a su forma en los gráficos.

Cao dijo a Sichuan News Network que se cree que los rayos cósmicos con energía inferior a 1 PeV se originan desde el interior de la Vía Láctea, mientras que se cree que los rayos con energía superior a este punto se originan desde fuera de nuestra galaxia.

Sin embargo, en 2020, Lasso detectó fotones de muy alta energía generados por rayos cósmicos con una energía superior a 1 PeV procedentes de Cygnus. El último artículo detalla cómo podrían haberse formado estos rayos.

Los investigadores descubrieron que la estructura en forma de burbuja en la región de formación de estrellas de la constelación, llamada Cygnus

En el centro de la burbuja, el equipo identificó un cúmulo estelar masivo llamado Cygnus OB2 que contiene muchas estrellas jóvenes calientes, algunas con temperaturas superficiales de más de 35.000 grados Celsius, que puede ser un superacelerador de rayos cósmicos.

Según el artículo, la estructura de la burbuja y el espectro de energía se “reproducen razonablemente suponiendo la presencia de un acelerador de partículas en el núcleo”.

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El acelerador de rayos cósmicos es capaz de bombear rayos cósmicos al espacio interestelar con energías de 10 a 25 PeV, que chocan con el gas interestelar para producir los fotones observados con energías de 1 PeV y superiores.

Cao dijo a Sichuan News Network que las estrellas del cúmulo tienen una intensidad de radiación que es “de 100 a un millón de veces mayor que la intensidad de radiación del Sol”. El material expulsado de las superficies de las estrellas por la presión de la radiación crea vientos de alta velocidad que chocan con el medio interestelar, formando un acelerador de partículas.

“Después de que se forma el acelerador, las partículas microscópicas dominadas por protones son aceleradas a energías extremadamente altas, que son los rayos cósmicos que observamos en la Tierra”, dijo Cao.

Los investigadores descubrieron que los gases que rodean la estructura de la burbuja están relacionados con la intensidad de los rayos gamma generados por la aceleración de partículas de alta energía en el espacio interestelar.

“Una suposición fuerte es que cada fuente de rayos cósmicos en nuestra galaxia tiene una burbuja o halo de rayos cósmicos”, escribieron en el artículo.

Cao dijo a Sichuan News Network que la velocidad de propagación de los rayos cósmicos era mucho más lenta de lo esperado (100 veces menor de lo que se pensaba anteriormente), lo que permitió a los investigadores observar la burbuja.

“A medida que aumenta el tiempo de observación, se espera que Lasso detecte más superaceleradores de rayos cósmicos”, dijo en el informe de Xinhua. Cao añadió que espera que futuros descubrimientos “resuelvan el misterio centenario del origen de los rayos cósmicos”.

Los hallazgos tienen “consecuencias extremadamente relevantes para nuestra descripción del transporte de rayos cósmicos en la galaxia”, afirmó Elena Amato, astrofísica del Instituto Nacional Italiano de Astrofísica.