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Revelan con aporte platense un gran misterio astronómico

Uno de los grandes misterios de la astronomía acaba de ser revelado y el hallazgo -calificado por la ciencia mundial como un hito histórico- contó con participación de expertos platenses.

La Universidad de La Plata, a través de un equipo de científicos del departamento de Física de Ciencias Exactas dirigido por la doctora María Teresa Dova, tuvo una activa participación en el hallazgo en el que trabajaron más de 300 científicos de 17 países, en un esfuerzo internacional para explorar el extremo más misterioso del espectro de los rayos cósmicos: partículas que con tamaño y masa menores a los de un átomo, llegan a la Tierra con la misma energía que una pelota en un saque de tenis. Esto es más de 10 millones de veces más energía que la que los más modernos aceleradores de partículas del mundo puedan lograr en la actualidad.

La magnitud de este hallazgo es tal, que el Premio Nobel de Física, James Cronin, quien dirigió internacionalmente la investigación, lo definió como "un paso gigante para resolver el misterio de la naturaleza".

Es difícil medir el impacto de este descubrimiento en la vida cotidiana de la gente e inclusive explicar, en términos accesibles, su real significado. Pero los científicos no dudan en definirlo como muy trascendente y explican que el hallazgo permitiría desentrañar la fuente y el comportamiento de los llamados "rayos cósmicos", los emisores más potentes de energía de la naturaleza que son estudiados para conocer el origen del Universo.

El equipo internacional de especialistas, entre los que se cuentan los científicos platenses, descubrió que estos rayos, que representan la radiación más potente de energía cósmica jamás medida, provendrían de agujeros negros gigantescos situados en el centro de determinadas galaxias. Los resultados de esta investigación no sólo comenzarían a explicar de un modo más certero el funcionamiento de una de las más potentes, misteriosas y antiguas fuerzas del Universo, sino que también fundan una nueva especialidad científica, "la astronomía de la radiación cósmica".

Los rayos cósmicos son partículas subatómicas que atraviesan el universo y se estrellan en la atmósfera terrestre a velocidades cercanas a la de la luz, pero hasta el momento su origen y comportamiento eran un completo misterio para la ciencia. De allí la relevancia de este descubrimiento, que paralelamente será anunciado a nivel global en la portada de la revista "Science", la más prestigiosa del ámbito científico mundial.

La investigación se concretó en el Observatorio Pierre Auger, el mayor observatorio de rayos cósmicos del mundo, ubicado en Malargüe, provincia de Mendoza, que fue construido por una verdadera alianza científica internacional a través del denominado "Proyecto Auger", consistente en la construcción de dos observatorios, uno en cada hemisferio, para el estudio de rayos cósmicos ultra energéticos. El del hemisferio sur es el emplazado en la zona mendocina de Malargüe, a 1.400 metros del nivel del mar, mientras que el del norte está en la región estadounidense de Utah.

EL APORTE PLATENSE

Como quedó dicho, del histórico trabajo de investigación participaron científicos de 17 países, entre ellos Estados Unidos, Alemania, Francia, Italia, Polonia, Vietnam y Argentina, a su vez pertenecientes a distintas instituciones, de las más prestigiosas del mundo, siendo las de nuestro país la CNEA (Comisión Nacional de Energía Atómica); el CONICET; la Universidad Tecnológica Nacional (UTN); el Instituto Balseiro de Bariloche y la Universidad Nacional de La Plata. Cada una de estas instituciones están a su vez integradas en un Consejo General, y la platense María Teresa Dova presidió ese Consejo durante 6 años.

Cabe destacar que el grupo de la UNLP es uno de los fundadores de la colaboración argentina en el Proyecto Auger, con una participación relevante desde sus comienzos hasta hoy.

En esta trascendente investigación, los científicos platenses se dedicaron principalmente a diferentes aspectos del análisis de datos, en particular a la determinación de la composición de masa de los rayos cósmicos ultra energéticos.

"Nuestro grupo -explicó a EL DIA la doctora Dova- ha desarrollado novedosos métodos de análisis utilizando los tiempos de llegada de las partículas secundarias a la superficie terrestre. Estos estudios requieren complejos programas y técnicas elaboradas que exploran las diversas características de las partículas cósmicas. Y una herramienta fundamental para la comprensión de la naturaleza de estas partículas, es la simulación computacional de los procesos involucrados en la propagación y detección de las mismas, y para esto en la UNLP se ha desarrollado 'Aries', uno de los dos únicos programas existentes en el mundo para tal fin".

El grupo de la UNLP que trabaja en el Proyecto Auger es dirigido por la doctora María Teresa Dova, a quien acompañan los profesores Luis Epele y Sergio Sciutto; los investigadores Hernán Wahlberg y Analisa Mariazzi; y los estudiantes del doctorado Flavia Gómez Albarracín, Mónica Manceñido, Juan Cruz Moreno, Matías Pueros y Daniel Badagnani.

GALAXIAS, AGUJEROS NEGROS Y RAYOS COSMICOS

Según explicaron los científicos, las galaxias con agujeros negros tienen un rol fundamental en la generación de las más altas energías conocidas en la naturaleza, que permiten estudiar el cielo a través de las partículas que llegan a la Tierra. Esas partículas ahora investigadas, están dotadas de la energía más alta que se puede encontrar en la naturaleza, impartida por una fuente capaz de impulsar una partícula subatómica con una fuerza comparable a la necesaria para desplazar una pelota de tenis a 600 kilómetros por hora. Son partículas que viajaron millones de años luz por el universo portando información sobre su origen.

Los hallazgos revelados por el grupo internacional de científicos señalan que estas galaxias con núcleos activos "son los más probables candidatos a ser las fuentes de los rayos cósmicos de las energías más elevadas que llegan a la Tierra".

Los rayos cósmicos son protones y núcleos atómicos pesados que viajan a través del universo con una velocidad cercana a la de la luz. Los investigadores creen que en los núcleos activos de las galaxias son alimentados por agujeros negros extremadamente masivos que absorben grandes cantidades de materia. Así, este descubrimiento abre una nueva era para la observación del universo, y permite afirmar que ha nacido la astronomía de rayos cósmicos.

La mayoría de las galaxias tienen agujeros negros en su centro, con masas de entre un millón a miles de millones de veces la masa del Sol. Las galaxias con núcleos activos atraen y "devoran" gas y polvo estelar, y lanzan cantidad de partículas y energía al cosmos.

Los científicos del centro Pierre Auger concluyeron que las galaxias con núcleos activos pueden ser las productoras de las partículas más energéticas conocidas hasta ahora, aunque el mecanismo que permite acelerar esas partículas a energías cien millones de veces mayor que un acelerador terrestre todavía es una incógnita.

El físico de origen francés Pierre Auger, quien dio su nombre al proyecto, observó en 1938 los "chubascos aéreos", lluvias de partículas subatómicas secundarias causadas por la colisión de partículas primarias de alta energía con partículas de aire, diez millones de veces más intensa que la conocida hasta entonces.

Los rayos cósmicos fueron descubiertos en 1912 por Víctor Hess, que los describió como "radiación penetrante" proveniente del espacio. Al llegar a la atmósfera, los rayos cósmicos interactúan con los átomos de nitrógeno y oxígeno y producen liberación de electrones y formación de nuevas partículas, que colisionan con otras desencadenando reacciones nucleares y sub nucleares.

Desde su descubrimiento, los rayos cósmicos han desafiado la imaginación de los científicos: partículas subatómicas que arriban a la tierra desde el espacio con un rango de energía increíble.

Después de décadas de especulaciones e investigación, los especialistas hoy comprenden el origen de las partículas de menor energía, pero las de energía más alta sencillamente resultaban inexplicables para la física contemporánea.

Pero desde la planicie entre Malargüe y San Rafael, a los pies de los Andes, los investigadores de la UNLP colaboraron en esta investigación que concluyó que las Galaxias con núcleos activos son los más probables candidatos a ser las fuentes de los rayos cósmicos de las energías más elevadas que llegan a la Tierra.

El Observatorio Pierre Auger, el más grande jamás construido, fue diseñado especialmente utilizando en forma combinada las más poderosas técnicas de detección para medir con precisión y estadística sin precedentes los rayos cósmicos de más alta energía. Así, desde esa ventana, los científicos lograron explorar fronteras hasta ayer impensadas de la física.

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