En vez de invertir en la construcción de aceleradores de partículas aquí en la Tierra, los físicos podrían considerar el aspecto de las explosiones de algunas estrellas. Las nuevas imágenes tomadas por el observatorio de Rayos X Chandra, nos muestra los restos de la explosión de la supernova de Cassiopea A, actua como un acelerador natural de partículas, emitiendo hacia el exterior rayos cósmicos. Conforme las partículas se mueven a su alrededor, son aceleradas por los fuertes campos magnéticos, alcanzando velocidades próximas a la de la luz. Las imágenes proporcionadas por el Chandra, nos muestran que las partículas se están acelerando a las velocidades predichas por la teoría.

Las nuevas conclusiones acerca de los orígenes de los rayos cósmicos, partículas de gran energía que constantemente bombardean la tierra, han sido obtenidas mediante el observatorio de rayos X Chandra de la NASA. Una imagen extraordinariamente detallada de los restos de una estrella en explosión nos aporta información crucial acerca de la generación de rayos cósmicos.

Por primera vez, los astrónomos traz el índice de la aceleración de los electrones del rayo cósmico en un remanente de la supernova. El mapa nuevo demuestra que los electrones se están acelerando en cerca de la tarifa teóricamente máxima. Este descubrimiento proporciona evidencia que obliga que los remanente de la supernova sean sitios dominantes para energizar partículas cargadas.

Por vez primera, los astrónomos han podido observar la velocidad con que son acelerados los electrones de los rayos cósmicos en los restos de una supernova. El nuevo mapa nos muestra que los electrones son acelerados muy cerca del máximo teórico. Este descubrimiento nos permite considerar que los restos de las supernovas son lugares privilegiados para acelerar partículas cargadas . Esta conclusión fue obtenida a partir de la imagen de los restos de la muerte explosiva hace 325 años de la estrella masiva Cassiopea A.

Los tenues arcos azules de la imagen, esparcen hacia el exterior la onda expansiva donde tiene lugar la aceleración. Los restantes colores de la imagen muestran los escombros de la explosión que han sido calentados varios millones de grados. Desde los años sesenta, los científicos han teorizado que los rayos cósmicos se deben crear en el choque con el entramado de campos magnéticos, pero aquí se puede comprobar que efectivamente sucede así, según afirma el profesor Michael de la universidad de Massachusetts, en Amherst., “Observando de donde proceden los rayos cósmicos, nos ayudan a entender otros fenómenos miseriosos de alta energía del universo” . Estas demostraciones, constituyen ejemplos de aceleraciones a altas energías de partículas cargadas de una maplia variedad de objetos, abarcando una amplia variedad de objetos, desde colisiones con la magnetosfera terrestre hasta las aceleraciones producidas por agujeros negros supermasivos de cientos de años luz de longitud. Los científicos habían desarrollado previamente una teoría para explicar cómo las partículas cargadas se podían acelerar a energías extremadamente altas, viajando a casi la velocidad de la luz y expulsando ondas de choque en varias direcciones. “Los electrones adquieren velocidad cada vez que son despedidos a través del frente de la onda de choque, al igual que si estuvieran en máquinas de billar automáticas relativistas”, ha afirmado Glenn Allen del Massachusetts Institute of Technology (MIT), en Cambridge. “Los campos magnéticos son como los topes y los choques son como las aletas”. En su análisis del conjunto de datos, el equipo fue capaz de discernir los rayos X procedentes de los electrones acelerados de los procedentes de los escombros calentados. Los datos evidenciaban que que estos electrones eran acelerados muy próximamente a los predichos por la teoría. Los rayos cósmicos están compuestos por de electrones protones e iones, de los cuales solo el brillo de los electrones son detectable en los rayos X. Los protones y los iones que contribuyen al conjunto de los rayos X, se sospecha que tengan un comportamiento similar al de los electrones. John Houck, del MIT ha manifestado que “es realmente emocionante observar las regiones donde el resplandor producido por los rayos X procede de gases a 10 millones de grados calentados por la onda de choque de la supernova”. Esto nos ayudará a entender no solo como son acelerados los rayos cósmicos, sino también como se desarrollan los restos de la supernova. Mientras que la energía total de los rayos cósmicos detrás de la onda expansiva aumenta, el campo magnético detrás del choque se modifica, junto con el carácter de la onda expansiva en sí. Investigando las condiciones del choque, nos permitirá a los astrónomos verificar los cambios de los restos de la supernova con antelación y sobreentender mejor las causas del origen de la explosión de la supernova.

Fuente: Chandra News Release (http://www.universetoday.com/2006/11/15/supernova-remnant-acts-as-a-particle-accelerator/).