3 partículas cósmicas ultrarrápidas

Los Chorros de monstruosos agujeros negros pueden finalmente explicar 3 partículas cósmicas ultrarrápidas La imagen de este artista revela la emisión "multimessenger". A medida que los rayos cósmicos son acelerados por un agujero negro supermasivo, los rayos de alta energía que escapan quedan atrapados en el entorno que los rodea. Los neutrinos de alta energía y los rayos gamma se producen en el ambiente magnetizado durante su confinamiento y el espacio intergaláctico a medida que se mueven a través de él. Las tres partículas eventualmente llegan a la Tierra, donde pueden proporcionar una imagen unificada. Crédito de la imagen: Kanoko Horio Por Nola Taylor Redd, colaboradora de Space.com | 24 de enero de 2018 Los agujeros negros supermasivos pueden proporcionar la clave para comprender algunas de las partículas más energéticas del universo. Un nuevo modelo sugiere que los rayos cósmicos de ultra alta energía acelerados por los chorros de enormes agujeros negros pueden dar lugar a neutrinos de alta energía y rayos gamma de alta energía. El modelo es el primero de su tipo basado en cálculos numéricos detallados y coincide con las observaciones de cada partícula. "El nuevo modelo sugiere que los neutrinos de muy alta energía y los rayos gamma de alta energía se producen naturalmente a través de colisiones de partículas como partículas hijas de los rayos cósmicos, y así pueden heredar el presupuesto de energía comparable de sus partículas originales", Kohta Murase, profesor asistente de física, astronomía y astrofísica en Penn State, dijo en un comunicado. Intrigado por el poder similar en cada una de las tres partículas, Murase y su colega Ke Fang, un asociado postdoctoral en astronomía en la Universidad de Maryland, investigaron los orígenes de las partículas y encontraron la conexión del agujero negro. "(El modelo) demuestra que la energía similar de los tres mensajeros cósmicos puede no ser una mera coincidencia", dijo Murase. Los orígenes de las partículas más energéticas del universo han sido un misterio de larga data en la física de las astropartículas. Cada partícula es diferente, lo que puede ser la razón por la cual los científicos han perseguido a cada uno individualmente. Descubiertos por primera vez en 1912, los rayos cósmicos se expanden por el universo a la velocidad de la luz. Los rayos cósmicos de ultra alta energía (UHECR) son partículas subatómicas extremadamente energéticas con energías más allá de lo que puede ser producido por el acelerador de partículas más poderoso del mundo, el Gran Colisionador de Hadrones. La más poderosa de estas partículas tiene la energía equivalente a una pelota de béisbol arrojada a 100 mph (160 km / h), según la Universidad Swinburne de Australia. Estas partículas subatómicas extremadamente energéticas son en su mayoría protones, aunque algunos rayos cósmicos se componen de núcleos atómicos más pesados. Los neutrinos son partículas fantasmales con una masa mínima que generalmente pasa a través de la materia convencional y rara vez interactúa con ella. Se formaron al comienzo del universo y continúan siendo producidos por estrellas y reacciones nucleares en la Tierra. Pero sus homólogos de alta energía son más de un millón de veces más enérgicos. Ambos tipos han sido detectados en el observatorio de neutrinos IceCube en la Antártida. Los rayos gamma encabezan los gráficos, con la energía electromagnética más alta conocida. El telescopio espacial de rayos gamma Fermi de la NASA y los observatorios terrestres han identificado los rayos gamma de alta energía con más de mil millones de veces más energía que un fotón de luz visible. Anteriormente, los científicos habían conectado las partículas de diferentes maneras. A medida que los rayos cósmicos interactúan con la materia, deben producir rayos gamma; algunos han sugerido que las mismas colisiones también deberían producir neutrinos, según el estudio. Fang y Murase estaban intrigados cuando notaron lo que llamaron "una intrigante coincidencia". Aunque los niveles de energía de las tres partículas eran dramáticamente diferentes, sus tasas de generación de energía eran comparables. "Nuestro modelo muestra una forma de entender por qué estos tres tipos de partículas de mensajeros cósmicos tienen una cantidad sorprendentemente similar de entrada de energía en el universo", dijo Murase. Los resultados de su trabajo fueron publicados en línea ayer (22 de enero) en la revista Nature Physics. With a little help from Google Translate for Business