Un rayo cósmico ultraenergético fascina a los astrónomos

Astrofísicos han detectado un rayo cósmico ultraenergético con un nivel de intensidad comparable al del rayo cósmico más energético jamás observado, captado en 1991.

No se ha identificado ningún objeto astronómico prometedor en la dirección de la que procede este rayo cósmico -que recibirá el nombre de la diosa japonesa del Sol, Amaterasu- lo que implica la posible existencia de fenómenos astronómicos desconocidos y orígenes físicos novedosos más allá del Modelo Estándar, señalan los investigadores de las universidades de Utah y Osaka en un artículo publicado en Science sobre este descubrimiento.

Los rayos cósmicos son partículas cargadas energéticas procedentes de fuentes galácticas y extragalácticas, pero los rayos cósmicos con una energía extremadamente alta son excepcionalmente raros. Pueden alcanzar más de 10 elevado a 18 electronvoltios o un exaelectronvoltio (EeV), lo que supone aproximadamente un millón de veces más que lo alcanzado por los aceleradores más potentes jamás fabricados por el ser humano.

Persiguiendo estos rayos desde el espacio, el profesor asociado Toshihiro Fujii, de la Facultad de Ciencias y del Instituto Nambu Yoichiro de Física Teórica y Experimental de la Universidad Metropolitana de Osaka, y un equipo internacional de científicos llevan a cabo desde 2008 el experimento Telescope Array. Este detector especializado en rayos cósmicos consta de 507 estaciones de superficie de centelleo, que cubren una extensa área de detección de 700 kilómetros cuadrados en Utah (Estados Unidos). El 27 de mayo de 2021, los investigadores detectaron una partícula con un nivel de energía de 244 EeV, informa la Universidad de Utah.

"Cuando descubrí por primera vez este rayo cósmico de energía ultraelevada, pensé que debía tratarse de un error, ya que mostraba un nivel de energía sin precedentes en las últimas tres décadas", confiesa el profesor Fujii.

Dicho nivel de energía es comparable al del rayo cósmico más energético jamás observado, apodado la partícula 'Oh-My-God', que tenía una energía estimada de 320 EeV cuando se detectó en 1991. De entre los muchos candidatos para dar nombre a la partícula, el profesor Fujii y sus colegas se decidieron por 'Amaterasu', en honor a la diosa del sol que, según las creencias sintoístas, contribuyó decisivamente a la creación de Japón.

Según los investigadores, la partícula 'Amaterasu' es quizá tan misteriosa como la propia diosa japonesa. No se sabe de dónde procede ni qué era exactamente, pero tienen la esperanza de que allane el camino para esclarecer los orígenes de los rayos cósmicos.

"No se ha identificado ningún objeto astronómico prometedor que coincida con la dirección desde la que llegó el rayo cósmico, lo que sugiere posibilidades de fenómenos astronómicos desconocidos y orígenes físicos novedosos más allá del Modelo Estándar", reflexiona el profesor Fujii.

"En el futuro, nos comprometemos a seguir operando el experimento Telescope Array, mientras nos embarcamos, a través de nuestro actual experimento mejorado con sensibilidades cuádruples, apodado TAx4, y de observatorios de próxima generación, en una investigación más detallada de la fuente de esta partícula extremadamente energética", concluye.