Espacio

¿Qué son los rayos cósmicos?

La atmósfera terrestre y el campo magnético nos protegen de los más débiles - Para los astronautas son un peligro

24.04.2016 | 13:16
Recreación de la NASA de rayos cósmicos.

Los rayos cósmicos son núcleos atómicos de alta velocidad con una amplia gama de energía, que protagonizan la más poderosa carrera a casi la velocidad de la luz. La atmósfera de la Tierra y el campo magnético nos protegen de los rayos cósmicos menos energéticos, que son los más comunes.

Sin embargo, los rayos cósmicos presentarán un peligro para los astronautas desprotegidos que viajan más allá del campo magnético de la Tierra, ya que pueden actuar como balas microscópicas, dañando las estructuras y rompiendo moléculas en células vivas. La NASA está investigando maneras de reducir o mitigar los efectos de la radiación cósmica para proteger a los astronautas que viajen a Marte.

Los rayos cósmicos son producidos por una variedad de eventos violentos en el espacio. La mayoría de los rayos cósmicos que se originan dentro de nuestro sistema solar tienen relativamente poca energía y provienen de eventos explosivos en el Sol, como llamaradas y eyecciones de masa coronal. Los rayos cósmicos de alta energía son extremadamente raros y se cree que son alimentados por agujeros negros masivos devorando materia en el centro de otras galaxias. Los rayos cósmicos objeto de este estudio proceden de fuera de nuestro sistema solar, pero dentro de nuestra galaxia y son llamados rayos cósmicos galácticos. Se cree que son generados por las ondas de choque de estrellas en explosión llamadas supernovas.

La mayor parte de los rayos cósmicos que detectamos en la Tierra se originaron hace relativamente poco en los cúmulos de estrellas masivas cercanas. Esta es la conclusión extraída del satélite Advanced Composition Explorer (ACE) de la NASA, tras hacer las primeras observaciones de un tipo muy raro de rayos cósmicos que actúa como un pequeño contador de tiempo, lo que limita la distancia a la que la fuente puede estar desde la Tierra.

"Antes de las observaciones de ACE, no sabíamos si esta radiación fue creada hace mucho tiempo y lejos, muy lejos, o relativamente hace poco tiempo y muy cerca," dijo Eric Christian, del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. Christian es co-autor de un artículo sobre esta investigación publicado en 'Science'.

Los rayos cósmicos galácticos detectados por ACE que permitieron al equipo estimar la edad de los rayos cósmicos, y la distancia de su fuente, contienen una forma radiactiva de hierro llamado hierro-60 (60Fe). Se crea dentro de las estrellas masivas cuando explotan y luego es lanzada al espacio por las ondas de choque de la supernova. Algo del 60Fe en los escombros de la estrella destruida se acelera hasta la velocidad de los rayos cósmicos cuando otra estrella masiva cercana explota y su onda de choque choca con los restos de la explosión estelar anterior.

Los rayos cósmicos con 60Fe recorren el espacio a la mitad de la velocidad de la luz. Esto parece muy rápido, pero los rayos cósmicos con 60Fe no van a ir muy lejos en una escala galáctica por dos razones. En primer lugar, no pueden viajar en línea recta, ya que se cargan eléctricamente y responden a las fuerzas magnéticas. Por lo tanto se ven obligados a tomar caminos enrevesados a lo largo de los campos magnéticos enredados en nuestra galaxia. En segundo lugar, 60Fe es radiactivo y al cabo de 2,6 millones de años, la mitad se autodestruirá, desintegrándose en otros elementos (cobalto-60 y luego de níquel-60). Si los rayos cósmicos con 60Fe fueron creados hace cientos de millones de años o más, o muy lejos, deberían ser muy difíciles de detectar para el satélite ACE.

"Nuestra detección de los núcleos de hierro de rayos cósmicos radiactivos es una prueba clara que indica que no es probable que haya habido más de una supernova en los últimos millones de años en nuestro vecindario de la galaxia", dijo Robert Binns, de la Universidad de Washington, St. Louis, Missouri, autor principal del artículo.

"En 17 años de observación, ACE ha detectado cerca de 300.000 rayos cósmicos galácticos de hierro ordinario, pero sólo 15 del radiactivo hierro-60", dijo Christian. "El hecho de que vemos algo de hierro-60 significa que estos núcleos de los rayos cósmicos deben haber sido creados hace relativamente poco tiempo (dentro de los últimos millones de años) y que la fuente debe estar relativamente cerca, a unos 3.000 años luz, es decir, aproximadamente el ancho del brazo espiral local en nuestra galaxia ". Unos pocos miles de años luz es relativamente cerca porque el gran enjambre de cientos de miles de millones de estrellas que forman nuestra galaxia tiene alrededor de 100.000 años luz de diámetro.

Hay más de 20 grupos de estrellas masivas dentro de unos pocos miles de años luz, incluyendo Alta Scorpius (83 estrellas), Alta Centaurus lupus (134 estrellas), y Baja Centaurus Crux (97 estrellas). Estos son muy probablemente los principales contribuyentes a los rayos cósmicos con 60Fe que detecta ACE, debido a su tamaño y proximidad, de acuerdo con el equipo de investigación.

ACE se puso en marcha el 25 de agosto de 1997, en un punto a 1,5 millones de kilómetros de distancia entre la Tierra y el sol donde ha actuado como un centinela, detectando la radiación espacial de las tormentas solares, la galaxia, y más allá.

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