Mirem amunt una nit clara i els nostres detectors de radiació electromagnètica, també coneguts com a ulls, ens permeten veure les estrelles i la llum solar reflectida per la superfície dels planetes. La llum visible. Del cel, però, ens arriba radiació electromagnètica de diferents bandes de l'espectre que els nostres ulls no poden detectar. L'atmosfera n'absorbeix una gran part, però no tota ni en totes les bandes de l'espectre. Radiació i més radiació, la gran missatgera de les notícies del Cosmos, l'Hermes dels cels.

Tanmateix, n'hi ha d'altres missatgers que els nostres detectors biològics no poden veure. Tal com vàrem explicar en l'entrada anterior, el nostre planeta és bombardejat de manera contínua per partícules carregades (principalment protons), quasi tan veloces com la llum, que col·lideixen amb els àtoms de l'atmosfera i generen una pluja de partícules resultants d'aquests impactes. Els raigs còsmics.

D'on venen i quin missatge ens porten aquestes partícules alades va ser el motiu de preocupació principal de molts astrofísics al llarg del segle passat. I encara ho és. Un dels primers mecanismes que es va proposar per explicar-ne l'origen i les energies assolides per aquestes partícules va ser les ones de xoc. El científic italià Enrico Fermi va proposar un mecanisme mitjançant el qual les partícules podien guanyar energia en aquest escenari.

Per entendre'l, hem de pensar que en els processos de gran escala com els que ocorren en l'Univers, n'hi ha una doble realitat: per una banda, hi ha allò que ocorre a eixes escales grans, que es pot explicar amb la física dels fluids i els plasmes (fluids magnetitzats); per l'altra, el que passa amb les partícules que conformen el fluid. Com el riu i les molècules d'aigua. L'escala microscòpica depén en gran mesura de la macroscòpica; tanmateix, les escales són tan diferents (partícules, per una banda, i escales majors que la grandària de les estrelles) que l'estudi d'ambdós processos es fa habitualment per separat.

Les ones de xoc es produeixen quan un fluid es propaga més ràpidament que la velocitat del so del medi que travessa. L'energia que transporta aquesta ona s'inverteix en arrossegar i escalfar el medi xocat, que no se l'esperava, aquesta galtada. Les ones de xoc tenen eixa gràcia, que no avisen: com que es propaguen més ràpidament que el so, no hi ha remor ni avís previ. L'impacte n'és l'únic avís.

En aquesta situació tan poc envejable es troba, per exemple, el gas que hi ha entre les estrelles (medi interestel·lar) quan una d'aquestes esclata com supernova, però no només, com veurem en futures entrades. I sí, ja hem revelat un dels possibles orígens dels raigs còsmics.

Segons el model de Fermi, les partícules que han estat víctimes d'una ona de xoc col·lideixen entre elles i també són desviades per les línies del camp magnètic (recordem que el camp magnètic exerceix una força sobre les partícules carregades). Les col·lisions i interaccions amb el camp magnètic poden fer que una partícula creue l'ona de xoc avant i arrere moltes vegades. La clau de la història està en el fet que cada vegada que creu l'ona de xoc, la partícula guanya energia. Així, pot assolir-ne tanta que puga escapar del sistema i viatjar per la galàxia, o per l'espai intergalàctic, a una velocitat propera a la de la llum, gràcies a tota aquesta energia assolida.

A més, la distribució energètica de les partícules que s'espera mitjançant aquest procés coincideix amb una gran part –no tota– de la dels raigs còsmics observats. Vet ací un mecanisme que explica perquè l'Univers va ple de partícules boges, bales perdudes. Algunes acaben en la nostra atmosfera, produint reaccions en cadena i radiació d'alta energia.

Quan torneu a mirar amunt, en una nit clara, recordeu que els vostres detectors de radiació electromagnètica, també coneguts com a ulls, no són capaços de veure tot el que realment n'hi ha al cel. I recordeu que en aquell precís instant, subproductes de col·lisions de raigs còsmics amb l'atmosfera (i també altres partícules que provenen directament d'altres estrelles, o fins i tot altres galàxies) vos travessen el cos. És la remor de l'Univers violent.

Les nits d'estiu conviden a mirar el cel a la fresca. Amb sort i bon cel veiem moltíssims punts brillants i una mena de núvol boirós que creua el cel de nord a sud. Eixe núvol és una galàxia, la nostra Galàxia, vista des de dins. La llum que ens n'arriba és la suma de l'emesa per totes les estrelles que la formen excepte les que ens queden a l'esquena, dalt o baix, des de la nostra posició interior al disc.

Aquest racó nostre de la Via Làctia és tranquil, i per això estem ací. Hi ha altres llocs de la Galàxia que són inhòspits per a la vida tal com la coneixem. Efectivament, la radiació electromagnètica d'alta energia destrueix les molècules que conformen la química de la vida. Per tant, tenim la sort que la nostra estrella orbita allunyada de zones concorregudes on l'activitat estel·lar és perillosa.

De què parlem, exactament? Comencem des del Nord. La constel·lació de Cassiopea, que fa una v doble, presenta una gran quantitat de cúmuls d'estrelles joves, però més enllà, més cap a dins de la Galàxia, n'hi ha un parell d'estrelles binàries de raigs gamma. Com el seu nom indica, emeten de manera intensa en la part més energètica de l'espectre electromagnètic.

Pensem que aquesta radiació està relacionada amb la presència d'un estel de neutrons i una estrella massiva, que orbiten una entorn de l'altra – formen un sistema binari. Tots dos objectes emeten vents de partícules i camps magnètics des de les seues superfícies, amb altes velocitats i baixes densitats en el primer cas, i al contrari en el segon. En la col·lisió d'aquests vents, partícules elementals com els electrons, guanyen grans quantitats d'energia que després és radiada en raigs gamma.

Si seguim cap al sud, trobem la constel·lació del Cigne, que forma una gran creu al cel d'estiu. Més enllà de les estrelles que formen el dibuix de l'au, trobem fonts d'emissió en raigs X. En aquest cas, existeixen evidències que es tracta d'una estrella binària on un dels dos objectes és un forat negre que fagocita l'estrella companya. La producció d'energia en aquests objectes, coneguts com binàries de raigs X, ve de la mà, precisament, de la caiguda del gas de l'estrella companya, encara activa sobre el forat negre, resta de l'existència prèvia d'una estrella que va deixar de generar energia en el seu si.

De fet, el primer objecte proposat com candidat a forat negre és Cigne X-1, prop del coll de l'animal dibuixat al cel. La candidatura va ser presentada per Betty Louise Webster i Paul Murdin, l'any 1972. Eixa font, el forat negre més proper (que sabem) a nosaltres, es troba a una distància del voltant de sis mil anys-llum. Aquesta hipòtesi ha estat sostinguda per l'acumulació d'evidències convincents.

Finalment, al sud, hi ha la constel·lació de Sagitari, amb forma de tetera. Allà, resseguint la boca per on vessaria el té, hi ha la direcció que indica el centre de la Via Làctia, la nostra galàxia espiral. Sabem que en eixe centre, ubicat a uns vint mil anys-llum de distància, trobem un objecte compacte amb una massa de quatre milions de masses del Sol. Les seues dimensions i massa el fan compatible amb la interpretació teòrica relativista que ja coneixem: un forat negre, ço és, un possible trencament del teixit espai-temporal de l'Univers amb una singularitat al seu centre. Singularitat vindria a ser l'eufemisme que fem servir els físics per no dir directament (reconèixer?) que les nostres teories ja no funcionen en aquest lloc.

En l'entorn directe (milers d'anys-llum central) d'aquest forat negre supermassiu es concentra una gran quantitat de gas i estrelles. Com més gas n'hi ha en una regió, més estrelles s'hi formen, i com més estrelles hi ha, més probabilitat que hi haja explosions supernova d'estrelles massives, binàries de raigs X o gamma, etc. El centre de la Galàxia vindria a ser com el centre d'una ciutat en festes. No s'hi pot viure.

Tot plegat, si en lloc de tindre receptors electromagnètics sensibles en la banda espectral del visible, en tinguérem a altes energies, en mirar el cel veuríem punts ben brillants en les regions esmentades. En agost, quan mireu amunt i vos vinga al cap la quietud i aparent immutabilitat del cel, no oblideu que darrere les aparences s'amaguen perills inesperats: regions inhabitables, terribles i esgarrifoses, emissions que vos socarrarien en un no-res. Fins i tot pitjors que la part alta de la Ribera Alta en estiu...