El origen confirmado de los rayos cósmicos comunes puede que tenga que desmentirse

Nuevos datos recopilados por un instrumento a bordo de una nave rusa desafían la teoría de que la mayor parte de los rayos cósmicos están propulsados por supernovas, las explosiones creadas por estrellas moribundas.

"El mecanismo de la aceleración de los rayos cósmicos tiene que revisarse por completo", dice Piergiorgio Picozza, físico de la Universidad de Roma Tor Vergata en Italia. Picozza es coautor de un artículo del 3 de marzo de la revista Science que detalla las nuevas observaciones realizadas con el instrumento PAMELA.
Los rayos cósmicos en realidad no son rayos. Son partículas de movimiento rápido que portan una extraordinaria cantidad de energía y bombardean continuamente la Tierra desde todas direcciones. La explicación más popular para el origen de estas partículas apunta a ondas de choque creadas por supernovas lejanas, uno de los pocos fenómenos del universo lo bastante potente como para impartir tal energía.
De acuerdo con esa explicación, conocida como mecanismo de aceleración de choque difusivo, nubes de gas cargado salen a toda velocidad hacia fuera durante una supernova, y generan potentes campos magnéticos. Estos campos magnéticos podrían acelerar partículas cargadas a velocidades fabulosas y expulsarlas al espacio.
Orbitando a cientos de kilómetros sobre la Tierra, el detector PAMELA ha pasado tres años recopilando partículas de rayos cósmicos - mayormente núcleos de hidrógeno y helio con energías variando entre mil millones y un billón de electrón-volts, lo que es comparable a la energía de los protones en el mayor acelerador de partículas de los Estados Unidos.
Los campos magnéticos de una supernova acelerarían tanto las partículas de hidrógeno como de helio de la misma forma: Al hacer un gráfico con las ecuaciones matemáticas que describen este empuje y la curva para cada partícula, ambas deberían tener la misma inclinación Pero en los datos de PAMELA, Picozza encontró una diferencia en estas inclinaciones que una única onda de choque no puede explicar.
"Las dos partículas parecen estar aceleradas por distintos mecanismos", dice.
Los científicos deberían investigar otros objetos astronómicos como posibles fuentes de rayos cósmicos, dice Picozza. Un lugar que mirar, propuesto por físicos rusos, es en las novas, explosiones menores producidas cuando estrellas enanas blancas expulsan energía. Otra opción es en súper-burbujas gigantes de gas que son arrastradas por el universo por vientos estelares, dice Picozza.
Pero Mikhail Malkov, físico de plasma de la Universidad de California en San Diego, que estudia ondas de choque de supernovas, no está listo para descartar la teoría actual de rayos cósmicos. "Los datos parecen estadísticamente significativos, pero es demasiado pronto para decir que el modelo de aceleración de supernovas está en apuros. Esta afirmación es demasiado fuerte", dice Malkov.
Los telescopios espaciales que escrutan en los remanentes de supernovas han encontrado grandes cantidades de pruebas a lo largo de los años par apoyar la teoría de la onda de choque de supernovas - incluyendo rayos gamma que revelan la estructura de los campos magnéticos, y la energía perdida que podría haberse gastado en crear los rayos cósmicos.
Malkov dice que la diferencia entre las curvas de hidrógeno y helio de Picozza es pequeña, y podría tenerse en cuenta simplemente ajustando el actual modelo de supernovas. Malkov no ha calculado los detalles aún, pero sospecha que PAMELA puede estar viendo rayos cósmicos creados por una onda de choque que no era completamente uniforme, o una mezcla de partículas liberadas por dos supernovas distintas.