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La relación con Cen A ha sido establecida antes con datos del Observatorio Pierre Auger. Este trabajo profundiza esa relación.
Los investigadores argentinos Silvia Mollerach y Esteban Roulet (Centro Atómico Bariloche, CNEA, CONICET) publicaron un trabajo en el que discuten la posibilidad de que una fracción mayoritaria de los rayos cósmicos se deba a una única fuente cercana, considerando en particular la radio galaxia Centaurus A.
BREVE INTRODUCCIÓN A LOS UHECRs (RAYOS CÓSMICOS DE ULTRA ALTA ENERGÍA)
Lo que sigue es el extracto de un texto de la astrónoma Ana Laura Müller (Ver fuente, abajo):
Los rayos cósmicos son principalmente partículas cargadas que poseen energías muy altas, desde 10^-3 GeV hasta 1011 GeV^2 aproximadamente. El flujo de rayos cósmicos, es decir, la cantidad de energía por unidad de área, tiempo y ángulo sólido en ese rango de energías, se conoce como espectro de rayos cósmicos. Las partículas de menores energías, es decir, aquellas que tienen hasta 30 GeV, son de origen solar.Observando el espectro de estas partículas, es fácil notar que es de forma lineal a tramos, cada uno de ellos con diferente pendiente. El primero de estos cambios de pendiente se produce a energías del orden de 10^5-6 GeV, mientras que el segundo lo hace a energías de 10^8 GeV. La forma general del espectro de rayos cósmicos es muy similar a la de una pierna humana, por lo que se denomina al primer cambio de pendiente rodilla y al segundo tobillo.Los astrofísicos estamos bastante de acuerdo en que los rayos cósmicos en el rango comprendido entre 30 GeV y la rodilla son de origen galáctico. Por otro lado, se cree que el tobillo representa la transición al régimen extragaláctico, debido a que partículas con energías tan altas producidas en la Vía Láctea no podrían permanecer en ella, sino que escaparían rápidamente y no las detectaríamos. A energías del orden de 10^11 GeV, el espectro se corta abruptamente. La causa de esto se piensa que es el efecto GZK, que produce la pérdida de energía de las partículas mediante la interacción de los rayos cósmicos con campos de radiación intergalácticos. En consecuencia, lo que originalmente eran rayos cósmicos ultraenergéticos nos llegan como partículas menos energéticas debido a que perdieron energía en el trayecto que recorrieron hasta la Tierra. En el caso de los protones, las interacciones más importantes se producen por interacciones con el fondo cósmico de radiación.
Fig. 2: Flujo de rayos cósmicos, donde es más fácil notar la "pierna", con su rodilla y tobillo. Crédito: Observatorio Pierre Auger/Astrobites.
Fig. 3: Gráfico de la "pierna" de flujo de rayos cósmicos, con su rodilla y tobillo, según Astrobites.
Fuentes y enlaces relacionados
Sobre las imágenes
Con esto en consideración, los autores realizaron modelos que coinciden con datos obtenidos en el Observatorio Pierre Auger, en Mendoza. A ese modelo le agregaron condiciones más realistas. El resultado no descarta la contribución de otras fuentes, pero sugiere que la fuente principal es una: en particular, para elementos pesados, que son menos dispersados por campos magnéticos, un punto caliente (hotsopt) aparece en Cen A.
Figura 3: La distribución de UHECRs arriba de 40 EeV, siempre que todos sean producidos por Cen A (panel superior) y el punto caliente observado desde Pierre Auger (panel inferior), en coordinadas galácticas. En ambos casos, rojo es mayor flujo de rayos cósmicos.
ENERGÍA
El electronvoltio (símbolo eV) es una unidad de energía que representa la variación de energía que experimenta un electrón al moverse, cuando la diferencia de potencial del campo eléctrico es de 1 voltio. EeV significa Exa eV (10^18) y GeV significa Giga eV (10^9).
Cen A (NGC 5128) es una galaxia lenticular a 14 millones de años luz de distancia. Además de ser una radio galaxia es una galaxia de brote estelar (starburst). Está ubicada en Centauro, lo que es lógico, teniendo en cuenta que emite rayos cósmicos a patadas...☉
No horsing around: Centaurus A could be a nearby cosmic ray factory
Case for Centaurus A as the main source of ultrahigh-energy cosmic rays
Silvia Mollerach, Esteban Roulet
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Patricia Hansen
Observatorio Pierre Auger
De ESO/WFI (Optical); MPIfR/ESO/APEX/A.Weiss et al. (Submillimetre); NASA/CXC/CfA/R.Kraft et al. (X-ray) - http://www.eso.org/public/images/eso0903a/, CC BY 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=5821706
Pierre Auger Colaboration/P. Hansen
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