Los rayos cósmicos son partículas subnucleares cargadas que se mueven cerca de la velocidad de la luz, constantemente lloviendo sobre la Tierra. Estas partículas son relativistas, como lo define la relatividad especial de Albert Einstein, y logran generar un campo magnético que controla la forma en que se mueven dentro de la galaxia.

El gas dentro del medio interestelar está compuesto de átomos, mayoritariamente hidrógeno y mayoritariamente ionizado, lo que significa que sus protones y electrones están separados. Mientras se mueve dentro de este gas, los rayos cósmicos ponen en marcha los protones de fondo, lo que provoca un movimiento colectivo de ondas de plasma similar a las ondas en un lago cuando arrojas una piedra.

La gran pregunta es cómo los rayos cósmicos depositan su impulso en el plasma de fondo que compone el medio interestelar. En Física de Plasmas , Los astrofísicos de plasma en Francia revisan los desarrollos recientes dentro del campo del estudio de la inestabilidad de flujo desencadenada por los rayos cósmicos dentro del plasma astrofísico y espacial.

"Los rayos cósmicos pueden ayudar a explicar aspectos de nuestra galaxia desde sus escalas más pequeñas, como discos protoplanetarios y planetas, a sus escalas más grandes, como los vientos galácticos, "dijo Alexandre Marcowith, de la Universidad de Montpellier.

Hasta ahora, Los rayos cósmicos se consideraban un poco separados dentro de la "ecología" de las galaxias. Pero debido a que la inestabilidad funciona bien y es más fuerte de lo esperado alrededor de las fuentes de rayos cósmicos, como restos de supernovas y púlsares, Es probable que estas partículas tengan muchos más impactos en la dinámica galáctica y el ciclo de formación de estrellas de lo que se conocía anteriormente.

"Esto no es realmente una sorpresa, pero más un cambio de paradigma, "Marcowith dijo." En ciencia y astrofísica, todo está conectado."

Las ondas de choque de supernova que expanden el medio interestelar / intergaláctico "son conocidas por acelerar los rayos cósmicos, y porque los rayos cósmicos fluyen, pueden haber contribuido a generar las semillas del campo magnético necesarias para explicar las intensidades reales del campo magnético que observamos a nuestro alrededor, "dijo Marcowith.

Después de que la amplitud de una onda de plasma se reduce o amortigua con el tiempo, muy parecidos a los generados por una piedra arrojada a un lago, calienta el gas del plasma. Mientras tanto, ayuda a dispersar los rayos cósmicos.

Para que esto ocurra, las ondas necesitan longitudes de onda del mismo orden que el radio del giroscopio de rayos cósmicos. Los rayos cósmicos poseen un movimiento helicoidal (espiral) alrededor del campo magnético, y su radio se llama radio de Larmor.

"Supongamos que conduce un automóvil por una carretera sinuosa. Si la longitud de onda es del mismo orden que el tamaño de la rueda, será difícil conducir, "dijo Marcowith.

Los rayos cósmicos están fuertemente dispersos por estas ondas, y la principal inestabilidad en el origen de estas perturbaciones (ondas) es la inestabilidad de flujo asociada con el movimiento de flujo colectivo de rayos cósmicos.

"Hay varios campos de investigación en astrofísica que utilizan técnicas numéricas similares para investigar el impacto de esta inestabilidad de flujo dentro de diferentes contextos astrofísicos, como restos de supernova y chorros, "dijo Marcowith." Esta inestabilidad y turbulencia que crea puede ser la fuente de muchos fenómenos astrofísicos, y muestra cómo los rayos cósmicos juegan un papel en el gran circo de nuestra Vía Láctea ".