Los rayos cósmicos más extremos provienen de galaxias más allá de la Vía Láctea, han descubierto científicos, acercándoles un paso más a entender los orígenes de las misteriosas partículas que bombardean la Tierra.

Los rayos cósmicos-partículas del espacio exterior que viajan cerca de la velocidad de la luz- son capaces de alcanzar la energía de nivel más alto observada en la naturaleza, mucho más allá de la de un acelerador de partículas. Pero aunque hay varias teorías sobre lo que podrían producir los rayos cósmicos, su origen sigue siendo en gran medida un misterio.

Esto es especialmente cierto en los rayos cósmicos de energía ultra-alta, que, como su nombre indica, son los más enérgicos de todos los rayos cósmicos. Descubiertos hace más de 50 años, son muy raros, difíciles de detectar y los científicos han tenido problemas para estudiarlos con gran detalle.

Durante los últimos 12 años, los científicos han estado analizando datos del Observatorio Pierre Auger en Argentina, que fue construido en 2001 para estudiar los rayos cósmicos. Más de 1,600 detectores de partículas sobre un área que abarcaba 1,160 millas cuadradas recolectaron información cada vez que un rayo cósmico golpeó la Tierra, mientras que los telescopios observaban la luz que emitían las partículas cargadas.

Uno de los principales problemas con la elaboración de los rayos cósmicos viene de que su dirección se distorsiona por el campo magnético de la Tierra. Esto significa que los científicos ni siquiera han sido capaces de resolver si se originan dentro de la Vía Láctea o no, y mucho menos han podido señalar su fuente.

Entre 2004 y 2016, miles de rayos cósmicos de energía ultra-alta fueron detectados en el sitio. Mediante la captura de ellos, los investigadores fueron capaces de elaborar la dirección en el espacio de donde procedían y modelar los efectos del campo magnético de la Tierra en el rastreo del rayo de nuevo. Sus hallazgos, publicados en Science, muestran que los rayos cósmicos parecen venir de una cierta dirección en el cielo, en lugar de estar uniformemente distribuidos.

La alineación indica que los rayos cósmicos provienen de galaxias más allá de la Vía Láctea y la dirección general apunta hacia una región donde las galaxias están densamente pobladas.

Carole Mundell, directora de física de la Universidad de Bath, U.K, que no estuvo involucrada en el estudio, comentó los hallazgos. “El origen de los rayos cósmicos de ultra alta energía es una cuestión importante en la astrofísica moderna”, dijo a Newsweek. “El debate se centra actualmente en torno a si provienen de fenómenos dentro de nuestra propia galaxia, la Vía Láctea o de fuentes cosmológicas más distantes”.

“Es un artículo intrigante y sin duda otros astrónomos buscarán fuentes extragalácticas en la dirección sugerida por los autores con la esperanza de encontrar candidatos de donde estos rayos cósmicos pudieron haberse originado”.

La comprensión de los rayos cósmicos extragalácticos ayudará a los científicos a comprender mejor las preguntas fundamentales sobre el universo, como la composición de las galaxias y cómo las partículas se aceleran a las energías que vemos. Karl-Heinz Kampert, de la Universidad de Wuppertal en Alemania y portavoz del proyecto, dijo: “Ahora estamos mucho más cerca de resolver el misterio de dónde y cómo se crean estas partículas extraordinarias, una cuestión de gran interés para los astrofísicos”.

Escribiendo para The Conversation, Bruce Dawson, de la Universidad de Adelaide, dijo que los candidatos a la fuente incluyen agujeros negros supermasivos y galaxias colisionando. El observatorio Auger está experimentando actualmente una actualización, que se completará en 2018. Cuando haya terminado, los científicos podrán seleccionar los rayos cósmicos más enérgicos para estudiar con mayor detalle. “Entonces tendremos una oportunidad real de identificar qué galaxias, o clase de galaxia, son responsables de producir las partículas más enérgicas conocidas en el universo”, dijo.