Rayos cósmicos. ¿Qué ocurrió en el siglo VIII?

01_rayos-cosmicos-que-ocurrio-en-el-siglo-viiiEn no pocas ocasiones el trabajo del científico se parece bastante al del detective. Y si no, que se lo cuenten a los astrónomos de la Universidad de Jena, en Alemania, que creen haber dado con la causa de un fenómeno extraño que ocurrió en el siglo VIII: se trataba de dar explicación a una serie de isótopos radiactivos encontrados en el tronco de los árboles, en los anillos correspondientes al siglo VIII y cuya causa parecía estar en un baño de radiación proveniente del espacio que sacudió nuestro planeta en la Edad Media.

Fue a primeros del siglo XX cuando los científicos demostraron que la materia radiactiva es capaz de ionizar átomos, esto es, arrancarles electrones convirtiéndolos en iones. En aquella época se sabía que el plomo era un buen aislante de la radiación; sin embargo, se había observado que el aire almacenado en compartimentos revestidos de plomo también se ionizaba. No existía una explicación sencilla a este fenómeno. Algunos, incluso, especulaban con la posibilidad de que fuera la radiación proveniente del suelo, radiación natural, la que provocaba esta ionización del gas dentro del plomo. Si esto era así, el poder radiactivo debería decrecer con la altura: cuanto más lejos del suelo, mayor sería la capa de aire con capacidad de absorción de la radiactividad y, por tanto, menor sería el efecto radiactivo.

02_Victor-Franz-HessEl físico austriaco Victor Franz Hess (1883-1964) trató de comprobarlo y, a tal fin, organizó a partir de 1911 una serie de experimentos consistentes en el lanzamiento de globos con la finalidad de medir la radiación ionizante a gran altura, a varios kilómetros sobre la superficie terrestre. La idea era clara: si la radiación provenía del suelo, a medida que globo ascendiese, la capa de aire entre el suelo y el globo sería cada vez mayor, absorbiendo parte, si no toda la radiación proveniente del suelo. Sin embargo, lo observado durante el experimento fue todo lo contrario: a medida que el globo ascendía, el nivel de radiación aumentaba. La explicación que Hess dio en aquel entonces fue la más lógica: el origen de la radiación no estaba bajo el globo, sino por encima de él. Por este motivo, Hess denominó a esta radiación “radiación de gran altura”.

Este experimento de Hess se repitió a lo largo de los años siguientes arrojando el mismo resultado. Es más, cada experimento demostraba un dato adicional que no dejaba de ser interesante: la radiación provenía de todas las direcciones; es decir, que debía provenir de fuentes localizadas en algún lugar del espacio exterior. Esto llevó en 1925 al físico americano Robert Andrews Millikan (1868-1953) a bautizar a esta radiación con un nombre que aun hoy utilizamos: “rayos cósmicos”. Millikan es conocido por determinar la carga del electrón mediante el experimento de la gota de aceite y por su análisis sobre los rayos cósmicos.

Estudios posteriores, como los realizados por Compton en 1930, constataron que la intensidad de los rayos cósmicos aumentaba con la altura, como ya vio Hess en su momento. Además, también lo hacían con la latitud: es decir, que los rayos cósmicos eran en realidad partículas cargadas desviadas hacia los polos por el campo magnético. De hecho, en 1935, se demostró que los rayos cósmicos eran partículas cargadas positivamente. Y unos 30 años más tarde se pudo verificar que el 90% eran protones, el 9% núcleos de helio y el resto, átomos más pesados, incluyendo uranio y otros elementos más pesados que el uranio.

03_Sol-tormenta-solar¿Qué los generan? Principalmente las estrellas y las explosiones de estrellas. Nuestro Sol (viento solar), también, aunque hoy en día sabemos que el influjo de rayos cósmicos que proceden de estrellas variables y de supernovas es capaz de eclipsar por completo la producción de partículas cargadas de las estrellas ordinarias y de nuestro propio Sol.

Entonces, ¿qué ocurrió en el siglo VIII? En 2012, el científico Fusa Miyake, anunció que los anillos de crecimiento de los árboles contenían indicios en forma de isótopos de carbono-14 y berilio-10, de que en el siglo VIII la Tierra había sido sacudida por un chorro de radiación proveniente del espacio. Hoy sabemos que la causa estaría en un aumento de los rayos cósmicos provenientes de fuera de nuestro Sistema Solar. De hecho, astrónomos de la Universidad de Jena, en Alemania, afirman que lo que sucedió fue que dos restos estelares compactos (se desconoce si fueron dos agujeros negros, dos estrellas de neutrones o dos enanas blancas), pudieron colisionar y fusionarse a una distancia de entre 3.000 y 12.000 años-luz del Sistema Solar.

Cualquiera de estos fenómenos mencionados anteriormente habría provocado una explosión intensa de radiación de alta energía (rayos gamma) que bien pudiera haber llegado a la Tierra hacia el siglo VIII, provocando un aumento en los isótopos radiactivos, al ionizar los átomos terrestres y dando explicación al alto nivel de isótopos de carbono-14 y berilio-10 detectados en los anillos de los árboles.

Otra causa para el mismo efecto podría ser la explosión de la supernova. Pero si esa hubiera sido la causa real, tendría que haber sido detectada por los astrónomos de la época y haber sido registrada. Y, aunque supusiéramos que los astrónomos de la época no la hubieran detectado, siempre quedaría un remanente que sería visible hoy en día en forma de nebulosa y que podríamos detectar fácilmente con nuestros telescopios.

¿Podría un suceso así terminar con la vida en la Tierra? Podría, aunque es bastante improbable, puesto que no existen estrellas potencialmente peligrosas en nuestro vecindario. Sí que es cierto que alfa Orionis, la estrella más brillante de la constelación de Orión, Betelgeuse, es una gigante roja que sabemos que está culminando su vida. Cuando finalice su combustible, Betelgeuse explotará en forma de supernova. Hay cierta controversia acerca de cuándo podría explotar. Algunos astrónomos creen que lo hará dentro de los próximos 1.000 años. Otros disienten, basándose en algunos textos chinos del siglo I que describirían a Betelgeuse como estrella amarilla y no roja. Esto último significa que Betelgeuse se habría convertido en gigante roja hace unos dos mil años, fase en la que podría permanecer de media unos 10.000 años.

Si os gusta la ciencia ficción, la explosión de Betelgeuse y sus consecuencias se tocan en el libro “El cálculo de Dios”, de Rober J. Sawyer, autor también de Flasforward.

04_elcalculodiosBetelgeuse se encuentra a unos 600 años-luz de distancia. Podría haber explotado ya y aún no lo sabríamos. Cuando lo haga, lo único cierto es que será un espectáculo grandioso en nuestro cielo, y la oscuridad de la noche desaparecerá durante meses.

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