Astronomijos ABC - C skirtas kosminiams spinduliams

• Gegužė 13, 2024

Kosminiai spinduliai sklinda iš kosmoso ir maždaug trisdešimt iš jų kiekvieną sekundę teka pro jūsų kūną. Jie kelia didelį pavojų komandiruojamoms misijoms į Marsą, gali sugadinti elektroniką ir privertė „Apollo“ astronautus pamatyti blyksnius tamsoje, net užsimerkę. Kai kurie nėra kosminiai, nė vienas nėra spinduliai, o keli atrodo neįmanoma. Kas jie yra ir iš kur jie atsiranda?

Kodėl kosminiai spinduliai?
Kosminiai spinduliai buvo aptikti XX amžiaus pradžioje, ir ilgą laiką mokslininkai manė, kad tai savotiška elektromagnetinė spinduliuotė, pavyzdžiui, matoma šviesa ar rentgeno spinduliai. Saulė buvo akivaizdus galimas šaltinis, tačiau spinduliai sklido iš visų pusių. Todėl jie buvo dubliuoti kosminė nes jie atrodė kilę iš Saulės sistemos ribų.

Tačiau „spinduliai“ pasirodė nematomos, labai energetiškai įkrautos dalelės - atomų dalys. Elektronų yra nedaug, tačiau dauguma kosminių spindulių (89%) yra protonai, apie 10% yra helio atomų branduoliai, o 1% yra sunkesnių atomų, net įskaitant uraną, branduoliai. Kadangi jie yra įkrautos dalelės, magnetiniai laukai kosmose daro jiems įtaką, todėl mes negalime rasti jų kilmės nustatydami jų kelius atgal.

Kai kurios dalelės yra iš Saulės, tačiau jų yra daug iš Saulės sistemos ribų. Taip pat atsiranda kosminių spindulių, kai energingesni patenka į Žemės atmosferą ir susiduria su oro molekulėmis. Dėl šių susidūrimų susidaro subatominės dalelės, kurios savo ruožtu dar labiau susiduria ir sukelia antrinių kosminių spindulių oro dušą.

Elektronų voltai (eV)
Mokslininkai matuoja atominių dalelių energiją elektronų voltai (eV). Elektrono voltas yra energija, kurią elektronas gautų iš 1 volto akumuliatoriaus. Tai nėra daug. Nors kosminiai spinduliai yra tik atomų gabaliukai, jie juda labai dideliu greičiu, todėl jie turi daug daugiau energijos, nei jūs galvotumėte iš mažytės masės. Todėl mes naudojame didesnius vienetus, tokius kaip mega elektronų voltai (MeV), kuris yra milijonas elektronų voltų, ir giga elektronų voltai (GeV), kurie yra milijardas elektronų voltų.

Kosminio spindulio tipai
Apie kosminius spindulius dar daug ko nesuprantame, todėl juos klasifikuoti yra šiek tiek sunku. Čia yra keturios bendros kategorijos:

Saulės kosminiai spinduliai
Saulės kosminiai spinduliai yra dalelės iš Saulės, kurias pagreitina Saulės įvykiai, kurie sukelia vainikinės masės išstūmimai. Koronalinės masės išmetimo metu iš Saulės dideliu greičiu išsiskleidžia įkrautos dalelės. Saulės kosminiai spinduliai yra mažiau energingi nei Saulės sistemos išorėje, tačiau jie gali sugadinti palydovų elektroniką ir sukelti pavojų kosmonautams. Kai kurie yra išdėstyti Žemės magnetinio lauko linijose ties poliais ir sukelia aurinius rodmenis.

Galaktikos kosminiai spinduliai
saulės vėjas yra plazma - dujos, kurios yra įkrautų dalelių mišinys - pučiančios iš Saulės į Saulės sistemos gelmes. Jo išstūmimas sumažina kosminių spindulių patekimą į vidinę Saulės sistemą. Tačiau atvykstančiųjų energija paprastai būna nuo 100 MeV iki 10 GeV. Jie važiuoja greičiu nuo 45% iki 99,6% šviesos greičio.

Dauguma galaktikos kosminių spindulių atkeliauja iš kitų Paukščių Tako vietų. Jie susisuko ir girtai pasuko per galaktikos magnetinį lauką. Yra tvirtų įrodymų, kad juos pagreitina supernovos sprogimų bangos.

Ypač aukštos energijos (UHE) kosminiai spinduliai
Paskutinis tipas yra rečiausias ir paslaptingiausias. Jie turi tai, kas, atrodo, yra neįprastai didelė energija, ir O-mano-Dievo dalelė yra labiausiai stebinantis iš visų. Jis buvo aptiktas 1991 m. Juta, važiuodamas tuo, kas buvo šnabždant šviesos greičiui. Jo energija buvo apskaičiuota ties maždaug trisdešimt milijonų trilijonų elektronų voltų.

Kas Galaktikos kaimynystėje galėtų paspartinti dalelę tokiu greičiu? Sulieja juodąsias skyles? Susiduriančios galaktikos? Niekas nežino, bet jie žino, kad supernova neturi beveik tiek energijos, kad galėtų atlikti darbą, nors ji ir išskiria tiek energijos, kiek visa galaktika.

Iki šiol astronomai nerado nieko netoliese esančiose galaktikose, kurios atrodo tikėtinos kandidatės. O kaip su galaktika, labai toli? Mes taip negalvojame. Neturėtų būti įmanoma ateiti iš daugiau nei 30 milijonų šviesmečių ir vis tiek turėti tiek daug energijos. Dalelė sąveikautų su kosmine fonine radiacija ir prarastų energiją, kol ji pateko į mus. Fono radiacija yra Didžiojo sprogimo, kuris užpildo Visatą, energijos liekana.

Kosminių spindulių pavojai
Žemės atmosfera ir magnetinis laukas apsaugo mus nuo daugumos mažai energijos gaunančių kosminių spindulių. Ir nors per mūsų kūnus kiekvieną minutę praeina tūkstančiai jų, kosminė radiacija jūros lygyje yra tik keli procentai natūralios foninės radiacijos.Kadangi dideliame aukštyje yra mažiau apsaugos, skrydžio įgulos yra veikiamos šiek tiek daugiau radiacijos.

Kosmose astronautai ir elektronika patiria šios radiacijos pavojų, jei aktyvi Saulė. „Apollo“ misijose didelio saulės aktyvumo nebuvo. Vis dėlto „Apollo 11“ įgulos nariai pirmieji pamatė atsitiktinius šviesos blyksnius, net kai jų akys buvo užmerktos. Tai buvo kosminiai spinduliai. Ir pagalvok apie astronautus, vadovaujamus Marso misijos. Jie ilgą laiką būtų gilumoje, tačiau žmonių ir elektronikos apsauga nuo kosminių spindulių ir didelės energijos spinduliuotės yra dar neišspręsta problema.