astrofísica, rayos cósmicos, PeVatrones
Nuevas investigaciones están acercando a los científicos a identificar dónde se originan los rayos cósmicos y cómo adquieren energías tan extremas.
Los investigadores están desentrañando los orígenes de los rayos cósmicos, vinculándolos a misteriosos aceleradores cósmicos llamados PeVatrones.
13 noviembre 2025.- Los rayos cósmicos son partículas de alta energía, principalmente protones y núcleos atómicos, que viajan por el espacio a casi la velocidad de la luz y bombardean constantemente la Tierra desde fuentes cósmicas distantes. A pesar de haber sido descubiertos hace más de un siglo, sus orígenes han permanecido en gran parte desconocidos. Nuevas investigaciones están acercando a los científicos a identificar dónde se originan estas poderosas partículas y cómo adquieren energías tan extremas.
Un equipo internacional de astrofísicos ha dado un paso crucial para resolver uno de los mayores enigmas de la ciencia: la fuente de los rayos cósmicos de más alta energía que bombardean continuamente la Tierra. Los hallazgos, publicados en The Astrophysical Journal y Research Notes of the AAS, vinculan estos potentes proyectiles cósmicos con misteriosos aceleradores galácticos conocidos como PeVatrones.
El misterio de los rayos cósmicos
Los rayos cósmicos son partículas subatómicas (principalmente protones) que viajan por el espacio a velocidades cercanas a la de la luz. Los rayos cósmicos con energías en el rango de Peta-electrón voltios (PeV) (un cuatrillón de electronvoltios) se conocen como los rayos cósmicos galácticos de más alta energía. Sin embargo, los objetos capaces de acelerar estas partículas hasta tales niveles, denominados PeVatrones, han permanecido elusivos hasta ahora.
El equipo de investigación, liderado por Stephen DiKerby, se centró en datos del Observatorio LHAASO (Large High Altitude Air Shower Observatory) en China, un detector de rayos gamma y cósmicos que ha identificado varias fuentes con energías extremas.
Hallazgo Clave: Los investigadores descubrieron un candidato a PeVatrón, denominado 1LHAASO J0343+5254u, y lo asociaron con un objeto previamente conocido: una Nebulosa de Viento de Púlsar (PWN).
Nebulosa de Viento de Púlsar: Estas nebulosas son burbujas de partículas de alta energía infladas por el poderoso viento de un púlsar (una estrella de neutrones giratoria y altamente magnetizada). La energía que emana del púlsar es capaz de acelerar las partículas en la nebulosa a niveles extremos.
"La asociación entre esta fuente de rayos cósmicos ultra-alta energía identificada por LHAASO y una Nebulosa de Viento de Púlsar es la evidencia más fuerte hasta la fecha de que estos objetos son, de hecho, los tan buscados PeVatrones", explica el Dr. Stephen DiKerby, autor principal de la investigación.
Seguimiento con observaciones de Rayos X
Para confirmar la naturaleza de estas fuentes galácticas, el equipo utilizó el Telescopio de Rayos X (XRT) a bordo del Observatorio Swift de la NASA.
Investigación Adicional: Se llevaron a cabo observaciones de seguimiento en el rango de rayos X para cinco fuentes galácticas de LHAASO, incluido el candidato a PeVatrón. Los resultados, publicados en Research Notes of the AAS, proporcionaron límites superiores cruciales a las emisiones de rayos X de estas fuentes.
Confirmación del Modelo: Los datos de rayos X son vitales porque el perfil de energía de un PeVatrón deja una "huella dactilar" específica. Las observaciones ayudaron a restringir los modelos físicos que describen cómo estas fuentes aceleran los rayos cósmicos, apoyando la hipótesis de la Nebulosa de Viento de Púlsar.
Impacto y futuro
Este descubrimiento proporciona la "pistola humeante" para identificar la fuente de los rayos cósmicos galácticos de PeV, abriendo una nueva era en la astrofísica de partículas.
"Ahora tenemos una dirección clara para la investigación futura. Al mapear más PeVatrones en la Vía Láctea, podemos entender el mecanismo exacto por el cual la naturaleza puede generar partículas con energías tan asombrosas", afirman los autores del estudio.
Los hallazgos tienen implicaciones significativas para la física de plasmas, la evolución estelar y nuestra comprensión de los entornos más energéticos del Universo.
Referencias:
Artículo 1: “Discovery of a Pulsar Wind Nebula Candidate Associated with the Galactic PeVatron 1LHAASO J0343+5254u” (The Astrophysical Journal) DOI: 10.3847/1538-4357/adb7e0
Artículo 2: “Swift-XRT Observations and Upper Limits at Five LHAASO Galactic Sources” (Research Notes of the AAS) DOI: 10.3847/2515-5172/adccb9
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