Sólida evidencia de fuentes locales de electrones de rayos cósmicos

Un instrumento en la Estación Espacial Internacional -CALorimetric Electron Telescope (CALET)- ha encontrado evidencia de fuentes recientes y cercanas de electrones de rayos cósmicos.

El estudio, que se publica en la revista Physical Review Letters, incluyó más de 7 millones de puntos de datos que representan partículas que llegan al detector de CALET desde 2015, especializado en detectar electrones en las energías más altas.

Como resultado, los datos incluyen más electrones a altas energías que cualquier trabajo anterior. Esto hace que el análisis estadístico de los datos sea más sólido y respalda la conclusión de que existen una o más fuentes locales de electrones de rayos cósmicos.

"Esta es una de las cosas principales que CALET debe buscar", dice Nicholas Cannady, científico investigador asistente del Centro de Ciencias y Tecnología Espaciales de la UMBC (University of Maryland Baltimore County), una asociación con el Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA, y líder del estudio. Con este artículo, añade en un comunicado, "realmente pudimos avanzar hacia el ámbito donde tenemos pocos eventos y comenzar a buscar cosas con las energías más altas, lo cual es emocionante".

La teoría actual postula que las consecuencias de las supernovas (estrellas en explosión), llamadas remanentes de supernova, producen estos electrones de alta energía, que son un tipo específico de rayo cósmico. Los electrones pierden energía muy rápidamente después de abandonar su fuente, por lo que se cree que los raros electrones que llegan a CALET con alta energía se originan en restos de supernova que están relativamente cerca (a escala cósmica), explica Cannady.

Los resultados del estudio son "un fuerte indicador de que el paradigma que tenemos para comprender estos electrones de alta energía (que provienen de restos de supernovas y que se aceleran de la manera que creemos) es correcto", dice Cannady. Los hallazgos "dan una idea de lo que está sucediendo en estos restos de supernova y ofrecen una manera de comprender mejor la galaxia y sus fuentes en la galaxia".

Trabajos anteriores encontraron que la cantidad de electrones que llegaban a CALET disminuía constantemente a medida que la energía aumentaba hasta aproximadamente 1 teravoltio (TeV), o 1 billón de electronvoltios. El número de electrones que llegaban con una energía aún mayor era extremadamente reducido. Pero en este estudio, CALET no vio la caída esperada. En cambio, los resultados sugieren que el número de partículas se estabiliza, y luego incluso aumenta, en las energías más altas, hasta 10 TeV en algunos casos.

Experimentos anteriores solo podían medir partículas de hasta aproximadamente 4 TeV, por lo que los eventos de mayor energía candidatos a los de este estudio son una nueva fuente crucial de información sobre posibles fuentes cercanas de electrones de rayos cósmicos. Cannady lideró el esfuerzo de analizar individualmente cada uno de esos eventos para confirmar que representan una señal real, y próximamente se profundizará en esos eventos.