Astrofísica

Los rayos cósmicos más potentes se generan cerca de la Tierra

Los científicos están tratando de rastrear los orígenes de los rayos cósmicos más fuertes en el cosmos: un nuevo estudio indica que podrían estar muy cerca de la Tierra

El brillo magenta del remanente de supernova W44 muestra poderosos rayos cósmicos que chocan con el gas.

El brillo magenta del remanente de supernova W44 muestra poderosos rayos cósmicos que chocan con el gas. / Crédito: NASA Goddard.

Pablo Javier Piacente / T21

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Los rayos cósmicos más poderosos del Universo nacen sorprendentemente cerca de la Tierra, según una nueva investigación. Se originan a partir de partículas exóticas que existen en nuestra propia galaxia. Podrían ser partículas pesadas de materia oscura que se aniquilan en los extremos de la Vía Láctea.

Un estudio publicado en arXiv por la científica Elena Arbuzova, de la Universidad Estatal de Dubná, en Rusia, sugiere que los poderosos rayos cósmicos que viajan por el Universo podrían originarse dentro de nuestra propia galaxia, mucho más cerca de la Tierra de lo pensado hasta hoy. Incluso, podrían estar relacionados con la enigmática materia oscura.

Los rayos cósmicos son partículas de alta energía que fluyen en forma permanente a través del cosmos. Según un artículo publicado en Live Science por el astrofísico Paul Sutter, están integrados en su mayor medida por protones, pero ocasionalmente pueden incorporar núcleos de elementos pesados, como por ejemplo helio e incluso hierro. 

Un origen cercano

Los rayos cósmicos viajan casi a la velocidad de la luz y los más rápidos tienen energías miles de millones de veces más fuertes que los aceleradores de partículas más potentes que se han desarrollado en la Tierra. Los especialistas saben que al producirse un evento energético importante en el Universo, como por ejemplo un estallido de supernova, estrellas que se fusionan o la actividad de grandes agujeros negros, es probable que se genere una lluvia de rayos cósmicos. 

Sin embargo, no se comprenden por completo aún los orígenes exactos de los rayos cósmicos más poderosos. Aunque existen muchas fuentes energéticas potenciales para ellos, dichas fuentes se encuentran a miles de millones de años luz de distancia. En consecuencia, es imposible que estas partículas altamente energéticas no se trasladen esas grandes distancias sin desacelerarse significativamente. 

Por el contrario, las mediciones y simulaciones indican que estos rayos cósmicos llegan a nuestro entorno sin perder prácticamente energía, sugiriendo que tal vez sus orígenes están mucho más cerca de nuestro planeta. Según indica Arbuzova en su investigación, los rayos cósmicos más poderosos se originarían en una forma exótica de materia oscura.

Partículas pesadas de materia oscura

Se trataría de una forma pesada de partículas de materia oscura, que se habrían creado en los primeros momentos de la historia cósmica, durante una época conocida como inflación cósmica. En ese momento, el Universo se agrandó en muchos órdenes de magnitud en un corto espacio de tiempo cósmico.

Referencia

The highest energy cosmic rays from superheavy dark matter particles. Elena V. Arbuzova. arXiv (2025). DOI:https://doi.org/10.48550/arXiv.2501.17321

Arbuzova sostiene que es posible que algunas de estas partículas exóticas de materia oscura se hayan aniquilado entre sí a lo largo de miles de millones de años, permaneciendo en los extremos de la Vía Láctea y siendo responsables del número de detecciones de rayos cósmicos de alta energía que se han verificado. Al mismo tiempo, las densidades y las frecuencias de interacción coinciden con el comportamiento conocido e hipotético de la materia oscura.

Aunque este estudio aún no ha sido revisado por pares, si lograra comprobarse la hipótesis de Arbuzova no solo se resolvería el origen de los rayos cósmicos más intensos, sino también las características de la materia oscura y hasta muchos enigmas relacionados con el Universo primitivo.