PAMELA descubre sorpresa de rayos cósmicos

[/caption]

Partículas de alta energía llamadas rayos cósmicos bombardean constantemente la Tierra desde todas las direcciones y se cree que provienen de las ondas expansivas de los restos de supernovas. Pero las nuevas observaciones del detector de rayos cósmicos PAMELA muestran una diferencia inesperada en las velocidades de los protones y los núcleos de helio, los componentes más abundantes de los rayos cósmicos. La diferencia es extremadamente pequeña, pero si fueron acelerados por el mismo evento, las velocidades deberían ser las mismas.

PAMELA, la carga útil para la exploración de antimateria y la astrofísica de núcleos ligeros, está a bordo del satélite ruso Resurs-DK1 que orbita la Tierra. Utiliza un espectrómetro de imanes permanentes junto con una variedad de detectores especializados para medir la abundancia y los espectros de energía de los rayos cósmicos, electrones, positrones, antiprotones y núcleos de luz en un rango muy amplio de energía, desde 50 MeV hasta cientos de GeV.

Así como los astrónomos usan la luz para ver el Universo, los científicos usan los rayos cósmicos galácticos para aprender más sobre la composición y la estructura de nuestra galaxia, así como para descubrir cómo los núcleos pueden acelerar hasta casi la velocidad de la luz.

Oscar Adriani y sus colegas que usan el instrumento PAMELA dicen que sus nuevos hallazgos son un desafío para nuestra comprensión actual de cómo se aceleran y propagan los rayos cósmicos. “Descubrimos que las formas espectrales de estas dos especies son diferentes y no pueden describirse bien con una sola ley de potencia”, escribe el equipo en su artículo. “Estos datos desafían el paradigma actual de aceleración de rayos cósmicos en remanentes de supernova seguido de propagación difusiva en la Galaxia”.

En cambio, concluye el equipo, la aceleración y la propagación de los rayos cósmicos pueden ser controladas por procesos ahora desconocidos y más complejos.

Los remanentes de supernova son nubes de gas y campos magnéticos en expansión y pueden durar miles de años. Dentro de esta nube, las partículas se aceleran al rebotar de un lado a otro en el campo magnético del remanente, y algunas de las partículas ganan energía, y eventualmente acumulan suficiente velocidad para que el remanente ya no pueda contenerlas, y escapan a la Galaxia. como rayos cósmicos.

Una pregunta clave que los científicos esperan responder con los datos de PAMELA es si los rayos cósmicos se aceleran continuamente durante toda su vida, si la aceleración ocurre solo una vez o si hay alguna desaceleración.

Los científicos dicen que determinar los flujos en los núcleos de protones y helio brindará información sobre el Universo primitivo, así como sobre el origen y la evolución del material en nuestra galaxia.

Adriani y su equipo esperan descubrir más información con PAMELA para ayudar a comprender mejor los orígenes de los rayos cósmicos. Dicen que las posibles contribuciones podrían provenir de fuentes galácticas adicionales, como púlsares o materia oscura.

Resumen: Mediciones PAMELA de espectros de protones y helio de rayos cósmicos

Fuente: Ciencia