Qué son los rayos cósmicos y cómo el Observatorio de Malargüe ayuda a develar los misterios del universo

Con la participación de 18 países europeos y del continente americano, además de Australia, el Observatorio Pierre Auger se dedica a investigar el fenómeno de los rayos cósmicos de muy alta energía, que desvela a los físicos y astrónomos de todo el mundo. El trabajo que la institución lleva adelante es fruto de una colaboración internacional en la que participan 490 científicos.

El Observatorio cubre una superficie de 3.000 kilómetros cuadrados y está ubicado en la denominada “Pampa Amarilla”, una extensa llanura ubicada en el departamento mendocino de Malargüe. Allí se encuentran distribuidas distintas instalaciones y trabajan in situ 57 personas, entre investigadores, técnicos, empleados administrativos y personal de limpieza.

Entre los sofisticados instrumentos con los que cuenta, cabe destacar los 1.600 detectores de superficie, dotados de antenas de radio para medir los rayos cósmicos. Además, el observatorio tiene 27 telescopios de fluorescencia distribuidos en cuatro edificios, que apuntan a la atmósfera y toman datos en noches claras con cielos diáfanos, que caracterizan a esta amplia planicie de la provincia de Mendoza.

“Los rayos cósmicos son núcleos muy energéticos acelerados en distintos objetos astrofísicos y, al llegar a la Tierra e interactuar con las moléculas de la atmósfera, generan unas cascadas de partículas muy grandes”, explicó a DEF el doctor Daniel Supanitsky, quien dirige el Instituto de Tecnologías en Detección y Astropartículas (ITEDA), que depende funcionalmente de la Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA), del Conicet y de la Universidad Nacional de San Martín (Unsam).

“Los rayos cósmicos de más baja energía se estarían acelerando en explosiones de estrellas, por ejemplo supernovas, que eyectan material al medio interestelar y eso da lugar a una onda de choque, donde se cree que se aceleran estas partículas”, precisó Supanitsky.

Por otro lado, “si bien aún no se han identificado las fuentes de los rayos cósmicos de más altas energías, se cree que estas partículas se estarían acelerando en ondas de choque presentes en galaxias con núcleos activos o en galaxias de alta tasa de formación estelar”, señaló el director del ITEDA.

En ese marco, los investigadores del Observatorio Pierre Auger encontraron evidencias muy fuertes de que el origen de los rayos cósmicos de más alta energía es extragaláctico. Es decir, se aceleran en fuentes que se encuentran fuera de la Vía Láctea.

El pasado 16 de noviembre, tuvo lugar en Malargüe la firma de la extensión del convenio internacional que permite extender sus actividades hasta el año 2035.

¿Por qué se prolongará su funcionamiento? El propio Supanitsky respondió: “Cuando fuimos tomando datos, nos dimos cuenta de que con la detección de los rayos cósmicos a energías más altas, no vienen solo protones sino también núcleos que son más pesados, lo cual dificulta la identificación de las fuentes, ya que los núcleos más pesados sufren desviaciones más importantes en los campos magnéticos de la galaxia y del medio intergaláctico”.

En ese sentido, advirtió: “Creemos que los estudios detallados de composición a las energías más altas serán de gran ayuda para la identificación de las fuentes”.

Esa circunstancia motivó una actualización del Observatorio, un proceso conocido como “AugerPrime” El aggiornamento incluyó, por un lado, la ampliación de los sistemas de detección y, por otro, el agregado de un nuevo equipamiento desarrollado por el propio ITEDA: los detectores de muones.

Otro de los proyectos del ITEDA se desarrolla a 1.800 kilómetros de Malargüe, en el observatorio QUBIC ubicado en el paraje Alto Chorrillos, en la provincia de Salta. “Allí hacemos investigaciones vinculadas a la cosmología y estamos tratando de ver qué sucedió en los primeros instantes de la creación del universo”, explicó su director.

“Se piensa que en los primeros instantes de creación del universo, se emitieron unas ondas gravitacionales y los vestigios de su existencia quedaron en las radiaciones cósmicas que nos van llegando a la Tierra y que nosotros estamos midiendo”, detalló.

“En particular, queremos comprobar la teoría que sostiene que existió una etapa muy temprana de inflación, en la que el universo se expandió aceleradamente en forma exponencial”, añadió.

¿Cómo impactan todas estas investigaciones que tienen lugar en estos observatorios en la comunidad científica internacional? Tal como señaló Daniel Supanitsky, “el número de rayos cósmicos medidos por el Observatorio Pierre Auger es único en el mundo”. Por lo tanto, su impacto en la comunidad científica mundial es enorme. Así lo demostró la publicación en 2017 en la revista Science de un artículo del origen extragaláctico de los rayos cósmicos de muy alta energía.