Origem dos raios cósmicos - Física de altas energias

De onde vêm os raios cósmicos? Um grande passo na descoberta de uma resposta para essa questão foi dado pelo projeto do Observatório Pierre Auger, o primeiro observatório de raios cósmicos do mundo.

Há muito tempo sabe-se que partículas fundamentais de alta energia cruzam o universo.

Pelo fato de os raios cósmicos de energia ultra alta serem tão raros e sua trajetória imprevisível, nenhum objeto celeste que os poeria gerar foi identificado.

Novos resultados do Auger, no entanto, indicam que 12 de 15 raios de energia cósmica ultra alta têm direções no céu estatisticamente consistentes com as posições de núcleos galácticos ativos próximos, os quais já são conhecidos por emitirem grandes quantidades de luz e são provavelmente supridos por grandes buracos negros.

Os resultados do Auger também indicam que os raios cósmicos de energia mais alta são prótons, uma vez que a carga elétrica dos núcleos de energia mais alta forçariam o campo magnético da Via Láctea a uma deflexão e efetivamente esconderiam a direção da fonte geradora.

Na imagem acima, está a ilustração artística de um raio cósmico atingindo a atmosfera terrestre e criando uma chuva de partículas secundárias, ou subpartículas, que são detectáveis na superfície.

A imagem de Alfa Centauro superposta digitalmente próximo ao alto sugere uma galáxia similar, a partir da qual os raios cósmicos podem se originar.

Raios cósmicos são partículas altamente energéticas vindas do espaço, que atingem a atmosfera da Terra. Quase 90% deles são prótons, os mesmos que há nos núcleos atômicos, com carga positiva. Cerca de 6% são núclos de Hélio (partículas alfa) e 1% são elétrons. na verdade, o termo "raios cósmicos" é inadequado, pois as partículas chegam a nós individualmente, e não em forma de raios.

A variedade de partículas energéticas (no fundo toda matéria é energia) reflete a grande variedade de fontes. As origens dessas partículas vão desde os processos energéticos solares até eventos desconhecidos que ocorrem nos mais longíquos limites do universo observável.

Os raios cósmicos podem ter energia de mais de 1020 eV (eletronvolts), bem mais altas que os 1012 a 1013 eV que os aceleradores de partículas podem produzir. Entre as partículas de energia ultra alta, fala-se em uma com energia de 50 J (joules), equivalente a uma bola de tênis lançada a 42 m/s (metros por segundo). A ciência pretende investigar raios de energias ainda mais altas.