Objetivos del Observatorio

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Finalidad del Observatorio Pierre Auger

Estas enigmáticas partículas, así como otras de menor energía, llegan a la Tierra desde el espacio exterior, y por ello se las denomina rayos cósmicos. Las de menor velocidad y energía son predominantemente protones y otro núcleos atómicos, por lo cual seria más apropiado llamarlas partículas cósmicas; pero se mantiene el nombre “rayos” por razones históricas.

Los rayos cósmicos son muy abundantes y se los detecta en un rango de enorme energía. Aproximadamente diez mil partículas bombardean por segundo cada metro cuadrado de las capaz superiores de la atmósfera. Pero cuanto mayor es su energía, menor es su abundancia. Los enigmáticos rayos cósmicos con mayor velocidad y energía son una fracción muy pequeña del total: solo unos tres o cuatro por siglo impactan en cada kilómetro cuadrado de la atmósfera terrestre haciendo muy difícil su detección.

Su origen es intrigante, hay evidencias de que aquellos con energía inferior a un determinado umbral tienen su origen en nuestra propia galaxia, la Vía Láctea. Se cree que la mayoría de ellos fueron acelerados en gigantescas ondas de choque producidas por las explosiones de estrellas que forman las llamadas supernovas, sucesos que ocurren en promedio una vez cada cincuenta años e nuestra galaxia. En cambio, no es evidente que dentro de la Vía Láctea se den las condiciones necesarias para acelerar rayos cósmicos más allá del umbral. Las evidencias sugieren que los rayos cósmicos de más de 1018 eV no solo son extraterrestres sino también extragalácticos.

Ahora bien, si los rayos cósmicos más veloces son protones que fueron acelerados en galaxias muy lejanas, no debería detectarse ni uno con energía por encima de una cierta energía de corte (1020 eV) pues los frena el fondo cósmico de radiación. Este fondo esta compuesto por partículas de luz (fotones) de muy baja energía, remanentes del Big Bang, que pernean todo el universo. Pese a tener una energía 1023 veces menor, un fotón de la radicación cósmica de fondo es capaz de frenar a un protón rápido pues al chocar entre sí, producen una nueva partícula llamada pión, que se lleva una fracción considerable de la energía del protón. La probabilidad de que produzca un choque tal es significativa, pues los fotones de la radiación cósmica de fondo abundan: hay unos 400 en cada centímetro cúbico en todo el universo. Esto da origen a un efecto llamado GZK por Greisen, Zatsepin y Kuzmin, los científicos que lo calcularon en 1966, por el cual la mayoría de los protones o núcleos atómicos con energías más allá del corte, pierden el exceso tras recorrer distancias superiores a los 150 millones de años luz. Esta distancia, muy grande a la escala humana, representa tan solo nuestro vecindario galáctico que observamos galaxias casi 100 veces más lejanas.

En síntesis, si los rayos cósmicos de mayor energía son protones o núcleos atómicos provenientes de galaxias muy lejanas, es casi imposible que llegue a la Tierra una partícula con energía por encima del corte de 1020 eV.

El objetivo del Observatorio Pierre Auger es determinar el origen y la identidad de los rayos cósmicos y dar otro paso adelante en la comprensión de nuestro universo.

Este estudio inicia otra manera de hacer astronomía, basada en la observación de rayos cósmicos de alta energía, que aportará una información distinta de la que se obtiene con el modo tradicional basado en la observación de luz visible u otras formas de radiación electromagnética.

 

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