¿Nos convertiremos todos en Hulk?

El Sol está emitiendo una cantidad extraordinaria de rayos gamma, jamás registrada: hay preocupación entre los científicos.

Así se encabeza un artículo de un medio de divulgación, para referirse a un estudio publicado el pasado 12 de julio, liderado por A. Albert, que presenta un análisis de los datos recopilados durante más de 6 años por el observatorio HAWC (High Altitude Water Cherenkov), ubicado en México.

El artículo explica bastante poco, pero al menos proporciona un enlace al documento.

Este artículo reporta el primer descubrimiento de rayos gamma de energías del orden de TeV provenientes del disco solar en estado de calma, utilizando 6.1 años de datos del observatorio HAWC. Los principales hallazgos son:

• • • Se detectó un exceso de rayos gamma de 0.5-2.6 TeV provenientes del disco solar.
    • El flujo muestra una fuerte anticorrelación con la actividad solar, siendo mayor durante el mínimo solar.
    • El mecanismo de emisión parece ser la desintegración de piones neutros π0 producidos por la interacción de rayos cósmicos galácticos con núcleos en la atmósfera solar. Sin embargo, los modelos teóricos actuales no pueden explicar la emisión tan brillante y potente observada.
    • La detección de HAWC llega a los 2.6 TeV. Esto plantea nuevos desafíos a los modelos teóricos actuales. Se necesitan más observaciones e investigaciones para entender la aceleración y propagación de rayos cósmicos en el entorno solar.

Es importante destacar que la radiación gamma no proviene de los procesos nucleares dentro del sol, sino de la interacción de los rayos cósmicos con la atmósfera solar. La radiación gamma detectada por HAWC se origina principalmente por la siguiente secuencia de interacciones:

• • • Los rayos cósmicos galácticos (principalmente protones) entran al sistema solar e interactúan con el campo magnético del Sol.
    • Estos rayos cósmicos son desviados y enfocados hacia el disco solar por el campo magnético. De otra forma, solo rozarían la superficie solar.
    • Dentro del Sol, los rayos cósmicos interactúan con los núcleos de los átomos en la atmósfera solar a través de reacciones hadrónicas (colisiones entre partículas).
    • Estas interacciones hadrónicas producen piones cargados (π+) y piones neutros (π0). Un pion es una partícula inestable que se produce tras la colisión de otras partículas entre sí, que se desintegran rápidamente.
    • Los piones cargados se desintegran en muones y neutrinos. Los piones neutros se desintegran casi instantáneamente en dos fotones gamma: π0 → γ + γ
    • Estos fotones gamma de alta energía pueden escapar de la atmósfera solar e interactuar con el detector HAWC produciendo la señal observada.

El artículo no menciona directamente peligros para la vida en la Tierra asociados al aumento en la radiación gamma detectada, por lo que la preocupación de los científicos, si la hay, es porque las nuevas observaciones están alterando el entendimiento de los procesos que se producen en la corteza solar. Al respecto cabe destacar:

• • • La radiación gamma detectada proviene de interacciones de rayos cósmicos galácticos con la atmósfera solar, no representa un aumento en la emisión intrínseca del Sol.
    • La radiación gamma es absorbida eficientemente en la atmósfera terrestre. Los rayos gamma de tan alta energía detectados por HAWC no llegarían a la superficie.
    • Los niveles detectados son muy bajos y no deberían representar un peligro significativo para la vida en la Tierra. Se necesitaría un aumento extremo de la emisión solar de rayos gamma para que pudiera impactar la biosfera terrestre.

Y en este punto, me gustaría que alguien de ustedes se estuviese preguntando: «Y si los rayos gamma son filtrados por la atmósfera terrestre, ¿Cómo es capaz el HAWC de medirlo?». Me alegro que me hagan esa pregunta.

La técnica que utiliza HAWC para detectarlos es la siguiente:

• • • Cuando los rayos gamma de alta energía chocan con la atmósfera terrestre, producen una cascada de partículas secundarias conocida como «lluvia de partículas».
    • Estas partículas secundarias incluyen electrones, positrones y fotones que llegan hasta la superficie terrestre.
    • El detector HAWC mide la radiación Cherenkov emitida por estas partículas secundarias cuando atraviesan el agua contenida en sus tanques detectores.
    • A partir de las señales medidas de la luz Cherenkov, HAWC puede inferir la dirección de origen y la energía de la partícula gamma primaria que inicio la cascada.

Es decir, HAWC no detecta directamente los rayos gamma, sino la lluvia de partículas secundarias que estos producen al interactuar con la atmósfera. De esta forma se puede obtener información sobre fotones gamma que no alcanzan la superficie terrestre.