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Flujo de partículas cargadas de alta energía de origen solar, galáctico y extragaláctico.
ASTRONOMÍA Y FÍSICA
Detección
Detectados en 1912 por V. Hess gracias a las mediciones de ionización del aire en altitud durante los ascensos en globo, los rayos cósmicos (designados así en 1926 por RA Millikan) solo son observables por encima de la densa atmósfera terrestre, en la que se degradan rápidamente. Se destacan utilizando detectores de partículas, transportados por globos estratosféricos o colocados a bordo de satélites. Cuando la radiación cósmica del espacio exterior (radiación primario) se acerca a las capas altas de la atmósfera, a una altitud de unos 30 km, las partículas que la componen se rompen al colisionar con los núcleos atómicos de los principales constituyentes atmosféricos y generan, como predijo P. Auger en 1938, una cascada de partículas secundarias partículas (ducha atmosférica) permitiendo su detección indirecta a nivel del suelo. Para estudiar con una calidad y precisión sin precedentes, a partir de estos haces, la radiación cósmica primaria de altísima energía, y en particular para tratar de descubrir su origen, un gigantesco observatorio internacional, elobservatorio Pierre Auger, que comprende una serie de detectores de partículas y telescopios de fluorescencia repartidos en unos 3.000 km2 (la zona típica de un departamento francés), se está terminando (en 2005) en la pampa argentina, al sur de la ciudad de Mendoza. Si los resultados que arroja este instrumento son concluyentes, se construirá un segundo observatorio similar, esta vez en el hemisferio norte, en Estados Unidos, en Utah, cerca de Salt Lake City.
Composición química
La radiación cósmica está formada por núcleos de átomos a los que se les han despojado de electrones, de electrones y de positrones; estas partículas tienen energías que van desde unos pocos millones de electronvoltios hasta cien billones de billones de electronvoltios (1020 eV). Los núcleos son 90% núcleos de hidrógeno (protones), 9% núcleos de helio y el resto núcleos de varios elementos más pesados.
Fuentes de emisión y propagación
La distribución observada de la radiación cósmica es aproximadamente isotrópica en el cielo sin que ello implique una isotropía en la distribución de las fuentes emisoras. De hecho, las partículas de rayos cósmicos no siguen trayectorias rectilíneas, sino que son constantemente desviadas por los campos magnéticos de las regiones que atraviesan (medio interplanetario, medio interestelar). Por lo tanto, el estudio de los rayos cósmicos nos informa tanto sobre sus fuentes de emisión como sobre su viaje a través del espacio. Dada la forma en que los campos magnéticos dentro de nuestra galaxia desvían las partículas, se cree que casi todos los rayos cósmicos se originan en el interior de la galaxia. Sólo partículas raras dotadas de una energía excepcionalmente alta (1018 eV o más) vendrían de otras galaxias (galaxias activas).
Los rayos cósmicos se propagan en la Galaxia durante unos 10 millones de años antes de escapar. Su gran energía hace que jueguen un papel importante en la dinámica del medio interestelar. Las partículas de rayos cósmicos experimentan muchas interacciones con los átomos en el medio interestelar. Se modifica su composición química e isotópica inicial. Sin embargo, logramos determinarlo corrigiendo la composición observada de los efectos de estas interacciones.
