Detectan los electrones y positrones más energéticos conocidos

Desde el observatorio internacional H.E.S.S., emplazado en una zona de Namibia que reúne las condiciones de observación idóneas, se vienen efectuando detecciones indirectas de rayos gamma y también de chorros de partículas subatómicas, procedentes del cosmos. Un análisis de datos recolectados durante diez años ha conducido al descubrimiento de electrones y positrones (electrones de antimateria) con un nivel de energía que supera al de cualquier otro electrón o positrón conocidos.

El nivel energético de dichos electrones y positrones llegados del cosmos es de más de 10 teraelectronvoltios.

El análisis lo ha realizado un equipo internacional integrado, entre otros, por Felix Aharonian y Werner Hofmann, ambos del Instituto Max Planck de Física Nuclear en Heidelberg, Alemania.

En algunos fenómenos muy violentos del universo, como por ejemplo la actividad de púlsares, se generan rutinariamente partículas subatómicas cargadas y rayos gamma, con energías muy superiores a las que se alcanzan en procesos térmicos como la fusión nuclear en las estrellas.

Un púlsar es el núcleo ultradenso giratorio que queda después de que una estrella masiva se derrumbe sobre sí misma y se genere una estrella de neutrones. Las estrellas de neutrones giran tan deprisa sobre sí mismas que típicamente tardan fracciones de segundo en efectuar una rotación completa. Pueden producir haces de radiación. Al igual que el haz de luz un faro en rotación, la radiación de una estrella de neutrones, si es lo bastante potente para ser captada desde la Tierra, puede observarse como una potente fuente de radiación pulsante, o púlsar.

Recreación artística de un sector del observatorio H.E.S.S. detectando una cascada de partículas subatómicas producida por electrones y positrones de alta energía, así como rayos gamma. (Imagen: © MPIK / H.E.S.S. Collaboration)

Mientras que los rayos gamma emitidos atraviesan el espacio sin ser perturbados, las partículas cargadas (conocidas como “rayos cósmicos”) son desviadas por los omnipresentes campos magnéticos del universo y llegan a la Tierra desde todas las direcciones. Esto significa que no es posible deducir directamente el origen de la estas emisiones. Además, las partículas cargadas pierden energía al interactuar con la luz y los campos magnéticos. Estas pérdidas son especialmente fuertes en el caso de los electrones y positrones (electrones de antimateria) más energéticos, con energías superiores al teraelectronvoltio.

Por todo ello, es difícil determinar el origen de esas partículas cargadas. En esta ocasión, sin embargo, la extraordinaria calidad del espectro energético de partículas medido hasta los valores de energía más altos ha permitido descartar muchas posibilidades, determinando a partir de eso que la única fuente plausible debe ser un púlsar situado bastante cerca de la Tierra, a no más que unos pocos miles de años-luz.

El estudio se titula “High-Statistics Measurement of the Cosmic-Ray Electron Spectrum with H.E.S.S.”. Y se ha publicado en la revista académica Physical Review Letters. (Fuente: NCYT de Amazings)