El nuevo mapa desarrollado por científicos chinos de la Vía Láctea da la vuelta a las teorías sobre la radiación cósmica

Los resultados «darán nuevos conocimientos sobre los procesos de propagación e interacción y el origen de los rayos cósmicos de mayor energía en nuestra galaxia», dijo Kazumasa Kawata, del Instituto de Investigación de Rayos Cósmicos de la Universidad de Tokio en Kashiwa, Japón.

El rayo cósmico de mayor energía jamás detectado transporta más de un trillón de electronvoltios, equivalente a la energía cinética de una pelota de béisbol que se mueve a 160 km/h, o millones de veces más energía que las partículas creadas en la partícula más grande. Colisionador en la Tierra.

Hoy en día, los científicos todavía no tienen una respuesta clara sobre el origen real de los rayos cósmicos. Dado que están compuestos principalmente de protones, su naturaleza cargada eléctricamente significa que no se mueven en línea recta, sino que son desviados por los campos magnéticos del universo. Esto significa que la información básica sobre su lugar de nacimiento se perderá cuando lleguen a la Tierra, escribió Kawata.

Por tanto, al estudiar el número, la distribución y el espectro energético de estos rayos gamma, los científicos pueden vislumbrar los orígenes de la radiación cósmica.

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Debido a la sensibilidad limitada de los detectores, las observaciones anteriores de la neblina de rayos gamma en la Vía Láctea se realizaron con telescopios espaciales a energías inferiores al billón de electronvoltios.

Cuando se completó LHAASO en 2021, se convirtió en el observatorio más grande y sensible del mundo para detectar rayos gamma y rayos cósmicos de muy alta energía. Un componente clave de LHAASO se llama Kilometer Square Array, o KM2A, que incluye alrededor de 5.200 detectores electromagnéticos de superficie y casi 1.200 detectores de muones subterráneos.

Los investigadores primero eliminaron docenas de fuentes de rayos gamma que son puntiagudas (en lugar de difusas) en la galaxia. Luego realizaron una de las mediciones más completas y precisas de la distribución de las llamaradas gamma en un amplio rango de energía de 0,1-1 PeV y en una gran área de la galaxia, incluidos los niveles galácticos interior y exterior.

Para su sorpresa, el número de rayos gamma dispersos medidos por LHAASO es dos o tres veces mayor que el esperado en colisiones de rayos cósmicos con gas interestelar.

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También a diferencia de lo esperado, el espectro de energía de la emisión gamma se puede expresar mediante una única ley de potencia sin ninguna discontinuidad, lo que contradice la teoría popular de que los rayos cósmicos de muy alta energía quedarían atrapados durante mucho tiempo en los campos magnéticos de la galaxia. , hace entre 10.000 y 10 millones de años, antes de que finalmente escaparan de la piscina.

«La discrepancia sugiere que fuentes adicionales de rayos gamma están ocultas en nuestra galaxia, o que las densidades de los rayos cósmicos cambian dependiendo de la ubicación en nuestra galaxia», dijo Kawata, quien trabajó en un proyecto de colaboración chino-japonés llamado Tibet AS-gamma. Experiencia durante muchos años.

Kawata señaló que será importante que los principales detectores de rayos cósmicos del mundo confirmen mutuamente los resultados de observación en el futuro.

Por ejemplo, un mapa reciente de la Vía Láctea publicado por la Colaboración IceCube liderada por Estados Unidos, que estudia los neutrinos cósmicos a miles de metros por debajo del Polo Sur, ha proporcionado pruebas sólidas de las interacciones entre los rayos cósmicos y el gas interestelar.

Al unir estas piezas, los científicos deberían poder adquirir más conocimientos sobre los misteriosos orígenes de la radiación cósmica, afirmó.