Pekín, China. Científicos chinos han detectado una docena de aceleradores cósmicos de ultra alta energía (UHE) dentro de la Vía Láctea, un hallazgo que puede dar un vuelco a la comprensión que la humanidad tiene de la galaxia. Además, puede ayudar a revelar el origen de los rayos cósmicos, que han desconcertado a los científicos durante un siglo.
Los hallazgos se basaron en las investigaciones del Observatorio de Rayos Cósmicos de Elevada Altitud (Lhaaso, siglas en inglés) de China, una de las principales instalaciones nacionales de infraestructura científica y tecnológica del país, que está en construcción en Daocheng, en la provincia de Sichuan, suroeste de China.
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Estos descubrimientos fueron publicados hoy lunes en la revista Nature.
Los científicos, dirigidos por el Instituto de Física de Altas Energías de la Academia de Ciencias de China, hicieron los descubrimientos luego de un periodo de observación de 11 meses utilizando la mitad terminada de la instalación.
Los científicos también han detectado fotones con energías superiores a 1 petaelectronvoltio (cuatrillón de electronvoltios o PeV), 100 veces más que el récord alcanzado por cualquier acelerador hecho por el hombre en la Tierra. Se detectó un fotón con una energía de 1,4 PeV, el valor más alto jamás observado por el ser humano.
«Estos hallazgos dan un vuelco a nuestro entendimiento tradicional de la Vía Láctea y abren una era de la astronomía gamma UHE. Estas observaciones nos llevarán a replantearnos el mecanismo por el que se generan y propagan las partículas de alta energía en la Vía Láctea«, dijo Cao Zhen, científico en jefe del Observatorio de Rayos Cósmicos de Elevada Altitud.
«Además, estas observaciones nos alentarán a explorar más profundamente los fenómenos celestes violentos y sus procesos físicos, así como a poner a prueba las leyes físicas básicas en condiciones extremas», dijo Cao.
Gracias a la astronomía gamma de ultra alta energía, es posible que pronto se resuelva el misterio centenario del origen de los rayos cósmicos, añadió Cao.
«Estos descubrimientos nos acercan a la comprensión de los orígenes de los rayos cósmicos de energía extremadamente alta», dijo Karl Ziemelis, editor en jefe de ciencias físicas de Nature.
El Observatorio de Rayos Cósmicos de Elevada Altitud ha revelado muchas fuentes de aceleración cósmica PeV en la Vía Láctea, todas ellas candidatas a ser generadoras de rayos cósmicos UHE.
Se trata de un paso crucial para determinar el origen de los rayos cósmicos, de acuerdo con Chen Songzhan, coordinador de física de la colaboración de Lhaaso.
Los fotones con energías superiores a 1 PeV se detectaron en una región de formación estelar muy activa en la constelación de Cygnus, dijo el equipo de investigación.
La zona de formación estelar en dirección a Cygnus es la región más brillante del territorio norte de la Vía Láctea, con muchos cúmulos estelares masivos. Las estrellas masivas sólo existen durante aproximadamente un millón de años, por lo que los cúmulos contienen enormes estrellas en proceso de nacimiento y muerte, con un entorno complejo y de fuerte choque.
Son «laboratorios de astrofísica de partículas» ideales, o lugares para acelerar los rayos cósmicos, dijeron los investigadores.
Estos descubrimientos muestran que los cuerpos celestes de radiación no térmica son los mejores candidatos para encontrar rayos cósmicos UHE en la Vía Láctea, dijo Yang Ruizhi, de la Universidad de Ciencia y Tecnología, uno de los autores correspondientes del artículo.
Estos cuerpos incluyen cúmulos de estrellas masivas jóvenes, restos de supernovas, nebulosas de viento de púlsares, etc., representados por las regiones de formación estelar de Cygnus y la nebulosa del Cangrejo.
Los primeros fotones PeV encontrados por el Observatorio de Rayos Cósmicos de Elevada Altitud procedían de la zona de formación estelar de la constelación de Cygnus, lo que convierte a esta zona en la mejor candidata para explorar el origen de los rayos cósmicos UHE.
Por lo tanto, se ha prestado mucha atención al Lhaaso y a la observación en múltiples longitudes de onda de esta región, que puede ofrecer un avance potencial para resolver el «misterio del siglo», dijeron los investigadores.
Toda la instalación del Observatorio de Rayos Cósmicos de Elevada Altitud estará terminada en 2021.
«Con la finalización de Lhaaso y la acumulación continua de datos, podemos anticipar el hallazgo de un ‘universo UHE’ inexplorado y lleno de fenómenos sorprendentes«, añadió He Huihai, del Instituto de Física de Altas Energías.
A dozen ultra-high-energy (UHE) cosmic accelerators within the Milky Way have been detected by Chinese scientists. This could overturn previous understandings of the galaxy and help reveal the origin of cosmic rays https://t.co/yXJHF0h3BR pic.twitter.com/dwjszc5Cjh
— China Xinhua News (@XHNews) May 17, 2021
