'Relojes' microscópicos cronometran la distancia a una fuente galáctica de rayos cósmicos

Esta enorme burbuja en la galaxia de la Gran Nube de Magallanes se formó por la muerte explosiva de una o varias estrellas masivas de un cúmulo situado en el interior de la burbuja. Los rayos cósmicos que llegan a la Tierra son creados y acelerados por explosiones similares. Crédito: Gemini South Telescope / Travis Rector, University of Alaska Anchorage.

La mayoría de los rayos cósmicos de nuestra Galaxia que llegan a la Tierra proceden de un cúmulo cercano de estrellas masivas, según observaciones nuevas realizadas con el espectrómetro de isótopos de rayos cósmicos (CRIS) del Explorador de Composición Avanzada (ACE de sus iniciales en inglés) de NASA.

La distancia entre el punto de origen de los rayos cósmicos galácticos y la Tierra está limitada por la supervivencia de un tipo muy raro de rayo cósmico que actúa como un diminuto reloj. El rayo cósmico es un isótopo radiactivo del hierro, el 60Fe, que tiene una vida media de 2.6 millones de años. En ese tiempo, la mitad de estos núcleos de hierro se habrá desintegrado en otros elementos. Y en los 17 años que CRIS lleva en el espacio, ha detectado unos 300 000 rayos cósmicos galácticos de núcleos de hierro normal, pero solo 15 del 60Fe radiactivo.

"Nuestra detección de hierro radiactivo en los rayos cósmicos es la pistola humeante que indica que ha existido una supernova en los últimos millones de años en nuestro vecindario de la Galaxia", comenta Robert Binns, profesor de la Universidad de Washington en St. Louis. "Los datos nuevos demuestran que la fuente de los rayos cósmicos galácticos es un cúmulo cercano de estrellas masivas donde las explosiones de supernova se producen cada pocos millones de años", comenta Martin Israel, coautor del artículo.


El hierro radiactivo se piensa que se origina en supernovas de colapso del núcleo, explosiones violentas que marcan la muerte de estrellas masivas, que tienen lugar principalmente en cúmulos de estrellas masivas llamadas asociaciones OB. Las medidas anteriores de CRIS para isótopos de cobalto y níquel muestran que debe de haber un retraso de por lo menos 100 000 años entre la creación de los núcleos y su aceleración, explica Binns. Este lapso de tiempo también significa que los núcleos sintetizados por una supernova no son acelerados por la misma supernova, sino por la onda de choque de una segunda supernova cercana, comenta Israel, una que se produce suficientemente rápido para que una cantidad sustancial del 60Fe de la primera supernova no se haya desintegrado todavía. Los cúmulos de estrellas masivas son uno de los pocos lugares donde las supernovas se producen suficientemente a menudo y cerca para que esto ocurra.

Otros estudios corroboran este resultado. Una investigación publicada en Nature ha encontrado restos de 60Fe en corteza oceánica de 2.2 millones de años de edad que atribuyen a una serie de explosiones de supernova cercanas. Otro trabajo publicado recientemente en Physical Review Letters describe la detección de 60Fe en muestras de roca de la Luna que puede ser explicada como escombros de una supernova que se produjo hace unos 2 millones de años. De hecho, podría decirse que se ha producido una supernova virtual de investigaciones alrededor del 60Fe.http://observatori.uv.es/