¿De dónde vienen los rayos cósmicos?

Los rayos cósmicos son partículas subatómicas con energías tan extremas que superan con mucho a cualquier experimento terrestre. Estas partículas han intrigado a los científicos durante décadas debido al enigma de su fuentes y su asombrosa energía. En particular, los rayos cósmicos ultraenergéticos poseen hasta 10 millones de veces la energía de las partículas aceleradas en el Gran Colisionador de Hadrones, el acelerador de partículas más poderoso del mundo.

El reciente estudio, publicado en The Astrophysical Journal Letters por un equipo de investigadores de la Universidad de Columbia, ha identificado una nueva fuente de energía para los rayos cósmicos ultraenergéticos: las turbulencias magnéticas.

Durante años, los científicos creyeron que estos rayos obtenían su energía de choques en eventos extremos como explosiones de supernovas. Sin embargo, los datos recientes apoyan un mecanismo distinto: la interacción de partículas con campos magnéticos caóticos y enredados. Estos campos, al agitarse y deformarse, aceleran las partículas a velocidades inimaginables, hasta alcanzar un límite máximo abrupto.

El coautor del estudio, Luca Comisso, investigador del Laboratorio de Astrofísica de Columbia, explicó que este hallazgo resuelve preguntas fundamentales en astrofísica y física de partículas. Según Comisso, las turbulencias magnéticas también explican la generación de partículas energéticas en la corona solar, un tema que exploró en una investigación previa publicada el año pasado.

Energía cósmica: mucho más que choques estelares

Los rayos cósmicos ultraenergéticos poseen energías que alcanzan los 102010^{20} electronvoltios, en contraste con los 101010^{10} electronvoltios de las partículas provenientes del Sol. Para poner esta diferencia en perspectiva, es como comparar la masa de un grano de arroz con la de un Airbus A380, el avión más grande del mundo. Según Comisso, la clave detrás de estas energías reside en la naturaleza enredada de los campos magnéticos. Este patrón compartido, tanto en el Sol como en los entornos cercanos a agujeros negros, destaca la importancia universal de las turbulencias magnéticas en el cosmos.

La teoría de turbulencias magnéticas también ha ganado el respaldo de Glennys R. Farrar, profesora de física en la Universidad de Nueva York y coautora del estudio. Farrar subrayó que los datos observacionales favorecen claramente esta hipótesis frente a la tradicional teoría de la aceleración por choques. “Es un avance significativo para el campo”, declaró Farrar.

Además de resolver una incógnita de décadas, este avance podría tener implicaciones prácticas, como la mejora en la predicción de tormentas solares que afectan la Tierra. Los científicos esperan que este conocimiento conduzca a nuevas herramientas para estudiar fenómenos extremos y desentrañar aún más secretos del universo.