Científicos del Instituto de Geofísica de la UNAM encontraron el origen de un fenómeno interplanetario que no se había logrado entender durante más de un siglo

A las faldas del volcán Sierra Negra, en el estado de Puebla, se encuentra el Observatorio HAWC (acrónimo de High Altitude Water Cherenkov). Este poderoso instrumento estudia los objetos astrofísicos más energéticos del Universo y el origen de los rayos cósmicos de más alta energía.

El equipo del doctor Alejandro Lara Sánchez del Instituto de Geofísica de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM) se ha dedicado más de una década a monitorear el cosmos a través de los ojos del HAWC.

En octubre de 2016, mientras afinaban el observatorio, ocurrió algo fuera de lo común: un incremento en los rayos cósmicos (RC) de alta energía (asociados a tormentas solares).

“Estos datos nos saltaron rápidamente, tenemos incrementos más o menos parecidos cuando hay tormentas eléctricas, pero éste era diferente. No era un posible efecto de la presión, no era un efecto del campo eléctrico”, cuenta Lara.

Una vez que el equipo corroboró que no era un error, comenzaron a indagar qué había pasado en el medio interplanetario. Primero, buscaron la huella de alguna explosión en el Sol, pero no hubo nada. “Entonces vimos una nube magnética interplanetaria que coincidía perfectamente con el tiempo”, explica el doctor.

Una serie de coincidencias interplanetarias

Los rayos cósmicos se han observado y estudiado desde hace casi 100 años. Son la consecuencia de eventos muy energéticos del universo, por ejemplo la explosión de una supernova. Se pueden describir como chorros de partículas de altísima energía que bombardean continuamente la Tierra.

“No es posible ver directamente las fuentes de estos rayos, porque generalmente son desviadas por los campos magnéticos que encuentran en su camino, de tal forma que vistos desde la Tierra llegan desde todas las direcciones del cielo. Pero, la gran sensibilidad de HAWC permitió la detección de un incremento en el flujo de RC durante el paso de una “nube magnética” proveniente del Sol”, explica el investigador.

Una vez detectada la nube magnética, el equipo buscó su origen. Se trataba de un evento no explosivo, “a veces simplemente estas nubes salen muy lentamente del Sol y éste fue el caso”, indicó Lara.

A través de simulaciones el equipo notó que la nube no interactuó con nada en el medio interplanetario. La nube de octubre de 2016 no interactuó con nada, por lo que el equipo pudo simular la trayectoria de los RC dentro de la nube.“La geometría es bonita: helicoidal (como el ADN)”, compara el titular de la investigación.

El continuo monitoreo, la sensibilidad del HAWC y que la nube comprometió su forma, fueron las coincidencias que permitieron el hallazgo. Además, por supuesto, del gran equipo de investigación que reúne 50 investigadores, estudiantes de maestría y doctorado.

La respuesta a un enigma de hace un siglo

“Los incrementos esporádicos de rayos cósmicos como el de octubre de 2016, se han observado desde hace un siglo, pero no se había de qué se trataba, su origen era muy dudoso y se dejó de lado, a veces se veía, a veces no. Los incrementos no eran tan evidentes como lo vimos ahora”, cuenta el investigador.

Se cree que la mayoría de los rayos cósmicos provienen de explosiones de supernovas. Cuando una estrella masiva explota, expulsa la mayor parte de su material hacia el espacio. Pero también pueden estar en juego otros fenómenos cataclísmicos desconocidos, especialmente en el caso de los rayos cósmicos con más energía, como el caso de los RC detectados por el equipo.

Mediante un análisis detallado de las observaciones y con la ayuda de simulaciones el equipo de la UNAM descubrió que el incremento se debió a la desviación “ordenada” de los RC, causada por la configuración helicoidal del campo magnético de la nube que llegó a la Tierra en octubre de 2016.

¿Qué repercusiones tiene este hallazgo?

Después de una década de interpretar lo que sucedía en el medio interplanetario, el equipo de Lara propone una explicación clara del origen de los incrementos de rayos cósmicos observados en Tierra. Una incógnita con más de 100 años. Este hallazgo es de talla mundial, por lo que los investigadores han publicado su trabajo en una de las más prestigiosas revistas científicas: The Astrophysical, Journal.

El doctor Alejandro Lara Sánchez, titular de la investigación ha dedicado su vida a entender los fenómenos físicos que ocurren en el Sol y cuenta cómo se siente con el hallazgo: “Estoy contento, primero por el equipo que formamos y luego por todo el esfuerzo desde la construcción del instrumento, manejo de los datos, entenderlos, manejarlos, adecuarlos. Fue un trabajo titánico afinar un instrumento para detectar algo para lo que no estaba hecho, y empieza a dar frutos”.

Este trabajo da pie a estudios más concretos sobre la desviación de los RC en la galaxia y fuera de ella. Además, es un indicador muy importante para las futuras misiones espaciales. “Cuando hablamos de clima espacial, hablamos de eventos muy energéticos en el Sol, desde ráfagas hasta explosiones increíblemente fuertes en el Sol y es toda una cobertura del clima para tener todo preparado en la Estación Espacial Internacional”, indica.

Los campos magnéticos que interactúan con los rayos cósmicos están por todos lados en el Universo, por lo que este hallazgo desvanece algunos límites que se tenían para su estudio. También, abrirá nuevas líneas de investigación, será un indicador importante del clima espacial para los astronautas y sobre todo nos ayudará a entender las energías que rodean nuestra galaxia y el Universo.

Fuente: tecreview.tec.mx