Algunas partículas son extrañas. La partícula Amaterasu golpeará la Tierra en Utah en 2021 con suficiente fuerza como para rivalizar con una pelota de béisbol lanzada a velocidades profesionales. Viene de la nada.
Bien. No en ningún lugar exactamente. Un vacío cósmico gigante. Un trozo de cielo vacío donde no debería estar sucediendo nada interesante. Sin embargo, aquí viene este monstruo. El nombre de una diosa del sol. Porque ¿por qué no?
Llevamos seis décadas persiguiendo a estos fantasmas.
El hierro no es suficiente
La teoría estándar dice que los rayos cósmicos de energía ultraalta provienen de protones o sustancias ligeras. Los protones son resistentes, pero pierden energía rápidamente. Reducen la velocidad a lo largo de las vastas distancias del espacio intergaláctico como un velocista que corre con viento en contra. Si ves uno en la Tierra, probablemente no vino de muy lejos. O comenzó mucho, mucho más rápido de lo que creemos posible.
El evento de Amaterasu rompe moldes. Su energía rivaliza con la famosa partícula Oh-My-God de 1991. Doscientos cuarenta exaelectrones voltios. Ese no es un número que su cerebro maneja fácilmente. Es aproximadamente diez millones de veces más fuerte que el Gran Colisionador de Hadrones.
Entonces, ¿qué es?
Los investigadores de Penn State creen que tal vez no sea un protón en absoluto. Quizás sea pesado. Mucho más pesado que el hierro.
“Los rayos cósmicos de energía ultraalta pierden energía más lentamente si son núcleos ultrapesados”, afirma Kohta Murase, líder del equipo.
Eso suena contradictorio. Las cosas pesadas deberían ser más difíciles de acelerar. Pero también viajan por los vacíos cósmicos de manera diferente. Conservan su energía por más tiempo. Pueden sobrevivir al viaje. Una bala pesada retiene la velocidad mejor que una pluma.
La brecha de simulación
Para comprobarlo, realizaron simulaciones. Computadoras procesando tiempos de viajes intergalácticos y decadencia de energía. Las matemáticas apuntan a núcleos con masas muy arriba en la tabla periódica. Cosas que rara vez encontramos volando.
Si esto es cierto, la búsqueda de orígenes cambia por completo. Buscamos lugares que puedan arrojar materia pesada, no sólo iones ligeros.
¿De dónde sacas eso?
Fusiones de estrellas de neutrones. Estrellas binarias muriendo juntas en un instante. O estrellas masivas que colapsan en agujeros negros con un magnetismo extremo. Estos son violentos. Explosivo. Aceleradores perfectos.
Pero espera. La dirección Amaterasu muestra un vacío. Ninguna estrella. Ninguna fusión. Sólo… espacio oscuro.
Ese es el truco. O la fuente está oculta detrás de otra cosa. O los campos magnéticos en el espacio desviaron la trayectoria de la partícula tan severamente que la aguja en el mapa apunta completamente al lugar equivocado.
Mirando hacia el futuro
Esto no soluciona todo. No es una caja ordenada con un lazo. Solo dice: revisa las cosas pesadas. Los futuros telescopios como el AugerPrime en Argentina buscarán esta composición. Buscarán diferencias en los espectros del cielo del norte y del sur.
Si el cielo está lleno de núcleos pesados, nuestra comprensión de la física de altas energías se reescribe. Pensábamos que conocíamos el límite de los aceleradores fabricados por humanos. La naturaleza se ríe. Concentra la energía cinética de una pelota de tenis en una mota más pequeña que una pestaña y la dispara desde miles de millones de años luz de distancia.
¿Quién diría que el vacío podría ser tan ruidoso?
Las partículas siguen llegando. Los detectores esperan. Seguimos adivinando.
