Esta imagen compuesta de la Nebulosa del Cangrejo se ensambló con una escala de color arbitraria mediante la combinación de datos de cinco telescopios que abarcan casi todo el espectro electromagnético:la emisión de radio que representa el viento de partículas cargadas de la estrella de neutrones central en rojo (de Karl G. Jansky Very Matriz grande), el infrarrojo, incluido el brillo de las partículas de polvo que absorben la luz ultravioleta y visible en amarillo (del telescopio espacial Spitzer), la imagen de luz visible que muestra las estructuras filamentosas calientes en verde (del Telescopio Espacial Hubble), la imagen ultravioleta en azul y la imagen de rayos X en violeta que muestra el efecto de una nube energética de electrones (del Observatorio XMM-Newton y del Observatorio de rayos X Chandra). Crédito:NASA / ESA / NRAO / AUI / NSF y G. Dubner (Universidad de Buenos Aires)
El origen de los rayos cósmicos, partículas de alta energía del espacio exterior que impactan constantemente en la Tierra, es una de las preguntas abiertas más desafiantes de la astrofísica. Ahora nueva investigación publicada en la revista. Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society arroja nueva luz sobre el origen de esas partículas energéticas.
Descubierto hace más de 100 años y considerado un riesgo potencial para la salud de tripulaciones de aviones y astronautas, Se cree que los rayos cósmicos son producidos por ondas de choque, por ejemplo, los resultantes de las explosiones de supernovas. Los rayos cósmicos más energéticos que atraviesan el universo transportan de 10 a 100 millones de veces la energía generada por los colisionadores de partículas como el Gran Colisionador de Hadrones del CERN.
La Nebulosa del Cangrejo, el remanente de una explosión de supernova que se observó casi 1, Hace 000 años, en 1054 d.C., es uno de los objetos mejor estudiados en la historia de la astronomía y una fuente conocida de rayos cósmicos. Emite radiación en todo el espectro electromagnético, de los rayos gamma, luz ultravioleta y visible, a infrarrojos y ondas de radio. La mayor parte de lo que vemos proviene de partículas muy energéticas (electrones), y los astrofísicos pueden construir modelos detallados para intentar reproducir la radiación que emiten estas partículas.
El nuevo estudio, por Federico Fraschetti en la Universidad de Arizona, ESTADOS UNIDOS, y Martin Pohl en la Universidad de Potsdam, Alemania, revela que la radiación electromagnética que fluye desde la Nebulosa del Cangrejo puede originarse de una manera diferente a la que los científicos han pensado tradicionalmente:todo el zoológico de radiación puede potencialmente unificarse y surgir de una sola población de electrones, una hipótesis previamente considerada imposible.
Según el modelo generalmente aceptado, una vez que las partículas alcanzan un límite de impacto, rebotan de un lado a otro muchas veces debido a la turbulencia magnética. Durante este proceso, obtienen energía, de manera similar a como una pelota de tenis rebota entre dos raquetas que se mueven constantemente más cerca una de la otra, y se acercan cada vez más a la velocidad de la luz. Tal modelo sigue una idea introducida por el físico italiano Enrico Fermi en 1949.
"Los modelos actuales no incluyen lo que sucede cuando las partículas alcanzan su máxima energía, "dijo Federico, un científico de planta en los Departamentos de Ciencias Planetarias de la Universidad de Arizona, Astronomía y Física. "Solo si incluimos un proceso de aceleración diferente, en el que el número de partículas de mayor energía disminuye más rápido que con menor energía, ¿Podemos explicar todo el espectro electromagnético que vemos? Esto nos dice que si bien la onda de choque es la fuente de la aceleración de las partículas, los mecanismos deben ser diferentes ".
El coautor Martin Pohl agregó:"El nuevo resultado representa un avance importante para nuestra comprensión de la aceleración de partículas en objetos cósmicos, y ayuda a descifrar el origen de las partículas energéticas que se encuentran en casi todas partes del universo ".
Los autores concluyen que se necesita una mejor comprensión de cómo se aceleran las partículas en las fuentes cósmicas, y cómo funciona la aceleración cuando la energía de las partículas se vuelve muy grande. Varias misiones de la NASA, incluyendo ACE, ESTÉREO y VIENTO, se dedican a estudiar las propiedades similares de los choques causados por explosiones de plasma en la superficie del sol cuando viajan a la Tierra, y, por lo tanto, puede aportar conocimientos vitales sobre estos efectos en un futuro próximo.
