Nuestro planeta es bombardeado constantemente por partículas de alta energía procedentes del espacio, un fenómeno conocido como radiación cósmica. Si bien el término suena aterrador, la mayor parte de esta radiación es inofensiva. Incluye luz visible y partículas subatómicas que fluyen a través del cosmos, a menudo denominadas rayos cósmicos. Algunos se originan en nuestro Sol, otros en la Vía Láctea y un número sorprendente viaja grandes distancias desde otras galaxias.
La escala del impacto extragaláctico
Es sorprendente que la Tierra intercepte habitualmente partículas de galaxias a millones de años luz de distancia. Estas partículas pierden energía con el tiempo, pero algunas aún llegan con una fuerza extraordinaria. Su energía se mide en electronvoltios (eV), una unidad diminuta: 26 millones de billones de eV equivalen a sólo un julio (la energía necesaria para calentar un centímetro cúbico de agua en 1 grado Celsius). Sin embargo, los rayos cósmicos a menudo transportan megaelectrones voltios (MeV) o incluso gigaelectrones voltios (GeV).
Sin embargo, algunos rayos cósmicos desafían las expectativas. En 1991, el detector Fly’s Eye registró una partícula con una energía de 320 quintillones de eV, o 320 mil millones de GeV. Esta partícula “Oh-My-God” (OMG) poseía 51 julios de energía cinética, equivalente a una bola curva lenta, pero concentrada en una sola partícula subatómica.
¿Qué hace que esta partícula sea tan extraña?
Los protones, las partículas fundamentales que componen este rayo, son inimaginablemente pequeños. Para ponerlo en perspectiva, un protón comparado con una naranja es como una naranja comparada con la órbita de Neptuno. La partícula OMG se movía al 99,99999999999999999999995% la velocidad de la luz. Si hubiera estado compitiendo con un fotón desde el nacimiento del universo, hoy estaría a sólo 600 metros de distancia.
¿De dónde viene esta energía?
La fuente probablemente sean agujeros negros supermasivos en galaxias distantes. Estos agujeros negros expulsan potentes rayos de materia y energía, transportando fuertes campos magnéticos. Las partículas cargadas, como los protones, se aceleran dentro de estos campos. Las colisiones entre nubes de gas aumentan aún más su energía a través de un proceso llamado “aceleración de Fermi de primer orden”, una catapulta cósmica que arroja partículas a velocidades cercanas a la de la luz.
El segundo rayo cósmico de mayor energía jamás detectado, apodado Amaterasu, provino de la galaxia PKS 1717+177, conocida por sus potentes chorros. Estos eventos son tan energéticos que eclipsan cualquier cosa que podamos crear en la Tierra.
¿Una violación de las reglas cósmicas?
Sin embargo, la partícula OMG desafía nuestra comprensión de la física. El universo está lleno del fondo cósmico de microondas: radiación de baja energía que quedó del Big Bang. A velocidades cercanas a la de la luz, las partículas encuentran esta radiación amplificada por el efecto Doppler. Esto debería ralentizarlos o incluso dividirlos en otras partículas.
Sin embargo, la partícula OMG llegó hasta nosotros a pesar de estos obstáculos. La solución puede ser que no fuera un protón, sino un núcleo más pesado, como el hierro, que interactúa de manera diferente con el fondo cósmico de microondas.
Una ventana al universo temprano
La existencia de estos rayos cósmicos de energía ultraalta demuestra que existen fuentes de energía extremas más allá de nuestra galaxia. Es como vislumbrar la fracción de segundo después del Big Bang. El universo revela constantemente sus secretos y estas partículas son sólo una de las formas en que lo hace.
