En 1991 el observatorio Fly’s Eye de la Universidad de Utah (EEUU) detectó el rayo cósmico más energético de la historia. Pese a tratarse de una partícula subatómica –como son los protones o los neutrones–, su energía era tal que si hubiera atravesado la atmósfera y golpeado a alguien en la cabeza, esta persona habría sentido algo similar al impacto de una pelota de tenis lanzada a gran velocidad. Este tipo de rayos, 100 millones de veces más energéticos que cualquiera producido por los aceleradores de partículas de la Tierra, fueron descubiertos a principios de siglo, pero aún no se sabía cuál era su origen.

En un artículo que se publica hoy en Science, un grupo internacional de científicos, entre los que se incluyen investigadores de cinco instituciones españolas, apunta al núcleo activo de algunas galaxias (AGN, por su acrónimo en inglés) como origen de estas partículas. Allí, como motores de estos cúmulos de estrellas, hay agujeros negros muy violentos que devoran grandes cantidades de materia y, como fruto de sus procesos de digestión, expulsan partículas y energía.

El investigador del Instituto de Física Corpuscular de Valencia (Universidad de Valencia y CSIC) y colaborador en el proyecto, Sergio Pastor, explica: “Cuando estos rayos golpean la atmósfera, su enorme energía se transforma en masa. Ésta, a su vez, da lugar a muchas partículas, las cuales producen una especie de chubasco atmosférico”.Los autores y otros científicos creen que estos rayos están compuestos por partículas cargadas como los protones, pero también podría tratarse de núcleos de hierro o de hielo.

Tanta superficie como Álava

Para estudiar estos fenómenos, los investigadores se han servido del observatorio Pierre Auger, en Argentina. Allí, gracias a una inversión de 36 millones de euros, aportados por instituciones de todo el mundo, se colocaron 1.600 tanques llenos de agua con sistemas para detectar las partículas en una extensión de 3.000 kilómetros cuadrados (similar a la de la provincia de Álava). Al mismo tiempo, se emplearon 24 teles-
copios para estudiar los destellos fluorescentes que se producen en la atmósfera cuando un rayo cósmico la atraviesa.

Con estos dos sistemas, los científicos fueron capaces de analizar 27 rayos de muy alta energía. De ellos, concluyen, 20 llegaron desde regiones en las que se sabe que existen galaxias con núcleos activos. Los científicos creen que en el centro de casi todas las galaxias existen agujeros negros con masas hasta miles de millones de veces la del Sol. La propia Vía Láctea cuenta con una de estas moles estelares, tres millones de veces más masiva que el Sol.

La localización del origen de los rayos cósmicos dará origen a una nueva manera de observar el Universo. “Lo único que se ha observado hasta ahora son distintos tipos de luz, es decir, de ondas electromagnéticas”, precisa Pastor. El nuevo método permitirá saber más sobre los agujeros negros, a partir de las virutas que salen despedidas de estos objetos, caracterizados por no dejar escapar la luz.