¿Te has preguntado que son los rayos cósmicos? aquí te lo explicamos

Son invisibles. Son abundantes. Son mortales. Son rayos cósmicos.

Cada centímetro cúbico de espacio está empapado de estos rayos cósmicos: diminutas partículas subatómicas que fluyen constantemente a través de él. Los rayos cósmicos están compuestos principalmente por protones, pero ocasionalmente incluyen núcleos atómicos más pesados. Viajan casi a la velocidad de la luz: un rayo cósmico detectado, conocido descaradamente como la «partícula OMG» debido a su energía extrema, se estrelló contra nuestra atmósfera en 1991 mientras viajaba a 99.99999999999999999999951% de la velocidad de la luz, según el Instituto McDonald’s. Página de referencia de hiperfísica .

Eso es rápido.

A pesar del nombre, los rayos cósmicos no son rayos en absoluto. Pero en 1911, cuando el científico Viktor Hess envió los primeros detectores de rayos cósmicos a una altitud de 5.300 metros (17.388 pies) en la atmósfera, no pudo distinguir entre partículas y radiación electromagnética, según NobelPrize.org . (Hess ganaría un premio Nobel por su trabajo). Independientemente de lo que estuvieran hechos, eran rayos de energía super alta provenientes del espacio. Aunque experimentos posteriores revelarían su naturaleza de partículas, el nombre se mantuvo.

¿De dónde proceden los rayos cósmicos?

Los rayos cósmicos provienen de una variedad de fuentes, todas ellas intensas. Cuando las estrellas gigantes mueren, se dan la vuelta en cuestión de segundos en una explosión fantástica conocida como supernova. Un solo evento de supernova puede eclipsar el valor de las estrellas de toda una galaxia, por lo que proporcionan suficiente energía para acelerar las partículas hasta casi la velocidad de la luz.

Las fusiones estelares también pueden generar las energías necesarias, junto con el nacimiento de nuevas estrellas, eventos de interrupción de las mareas (cuando una estrella es devorada por un agujero negro) y los discos de acreción frenéticos alrededor de agujeros negros masivos. Todos liberan rayos cósmicos con una variedad de energías, que luego inundan el cosmos.

Pero determinar de dónde provienen los rayos cósmicos es una tarea difícil, según la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN) . Dado que son partículas cargadas, responden a campos magnéticos. Nuestra galaxia, la Vía Láctea, tiene un campo magnético débil (pero grande), que desvía las trayectorias de los rayos cósmicos que llegan desde el resto del universo. Para cuando estos rayos cósmicos del exterior de la galaxia llegan a nuestros detectores en la Tierra, vienen de direcciones aleatorias, sin un origen discernible.

Los astrónomos de hoy en día tienen una variedad de herramientas disponibles para buscar estas partículas de alta energía. El método más simple es a través de la detección directa: construya una caja y espere a que un rayo cósmico la golpee, y registre el resultado. Tales detectores se han equipado en la Estación Espacial Internacional, por ejemplo. Pero estos son de tamaño limitado y solo enfocan su mirada en una pequeña porción del universo observable, por lo que los observatorios de rayos cósmicos más grandes usan métodos indirectos.

¿Con qué frecuencia llegan los rayos cósmicos a la Tierra?

Los rayos cósmicos golpean constantemente la atmósfera de la Tierra, según la NASA . Cuando lo hacen, liberan su energía reprimida en forma de una lluvia de partículas secundarias que luego llegan al suelo. Entonces se puede detectar esa lluvia, como con el observatorio Pierre Auger en Argentina. Incluso puede construir un detector de rayos cósmicos en casa: empape una almohadilla de fieltro en alcohol isopropílico y colóquela sobre un poco de hielo seco. El alcohol formará un vapor sobresaturado. Cuando un rayo cósmico pasa, dejará un rastro visible en el vapor. Puede encontrar instrucciones en este sitio web del CERN .

Con su detector de rayos cósmicos casero, puede esperar ver aproximadamente un rayo cósmico de baja energía (aproximadamente 10 ^ 10 electronvoltios) por metro cuadrado por segundo. Los de mayor energía, alrededor de 10 ^ 15 eV, alcanzan un metro cuadrado cada año.

Los rayos cósmicos vienen en una variedad de niveles de energía diferentes. Los rayos cósmicos de mayor energía, conocidos como rayos cósmicos de energía ultra alta, o UHERC, son los más raros, alcanzando un kilómetro cuadrado cada año. Es por eso que los observatorios como Perre Auger son tan masivos: crean una superficie de recolección más grande. «Necesitamos experimentos gigantes porque los rayos cósmicos de mayor energía son extremadamente raros», dijo a WordsSideKick.com Noémie Globus, investigadora postdoctoral en el experimento ELI Beamlines en la República Checa y el Instituto Flatiron en la ciudad de Nueva York, y experta en rayos cósmicos. .

Estos UHERCS no son solo los rayos cósmicos más raros, también se encuentran entre los más misteriosos.

«No entendemos el origen de los rayos cósmicos de mayor energía», dijo Globus. «Es simplemente desconocido. Siempre me han asombrado las energías de estas partículas».

_{Los rayos cósmicos son invisibles, pero atraviesan constantemente todo en la Tierra. (Crédito de la imagen: Getty)}

¿Son dañinos los rayos cósmicos?

Los rayos cósmicos de todas las energías son, esencialmente, horribles para los humanos y sus objetos. Pueden alterar la electrónica y estropear las cámaras digitales. Como forma de radiación ionizante, pueden tener una variedad de consecuencias para la salud según la NASA . Pueden generar especies reactivas oxigenadas dentro de las células, que en niveles altos pueden estresar las células y llevarlas al suicidio celular, introducir mutaciones en el ADN y provocar errores de replicación que conducen al cáncer.

En la superficie de la Tierra, la atmósfera espesa protege a la mayoría de las personas de los efectos dañinos de los rayos cósmicos. Pero los rayos cósmicos representan un grave riesgo para los astronautas, especialmente cuando las agencias espaciales contemplan misiones a largo plazo a la Luna y Marte. Una estancia de seis meses en la ISS les dará a los astronautas una dosis de radiación de rayos cósmicos equivalente a unas 25 vidas en la superficie. Una misión de ida y vuelta a Marte, que incluya algún tiempo en su superficie desprotegida, triplicará esa exposición.

Las agencias espaciales están actualmente trabajando arduamente para determinar los efectos adversos para la salud a largo plazo del daño acumulado de los rayos cósmicos y tratando de desarrollar sistemas para mitigar el riesgo, como diseñar cápsulas donde la carga actúe como un escudo de rayos cósmicos con los astronautas humanos protegidos en el centro.

Aunque los rayos cósmicos son generalmente una molestia, la evolución de la vida puede haber sido imposible sin ellos. Ese es el enfoque de la investigación de Globus, ya que estudia el papel que juegan los rayos cósmicos en la vida . «Los rayos cósmicos causan mutaciones, por lo que los rayos cósmicos están relacionados con la capacidad de evolucionar», dijo.

El vínculo entre los rayos cósmicos y la evolución se ha pasado por alto durante mucho tiempo, pero está ganando rápidamente interés en una variedad de campos. Por ejemplo, «no entendemos la transición de la no vida a la vida», especialmente el hecho de que 19 de los 20 aminoácidos naturales producidos por los organismos vivos exhiben homoquiralidad, lo que significa que están dispuestos estructuralmente para que no puedan superponerse en su espejo. imagen», dijo Globus.» Los rayos cósmicos pueden desempeñar un papel en ese paso».