ABC of Astronomy - C este pentru raze cosmice

• Mai 21, 2024

Razele cosmice provin din spațiul exterior și aproximativ treizeci dintre ele trec prin corpul tău în fiecare secundă. Acestea reprezintă un mare pericol pentru misiunile cu echipaj pe Marte, pot deteriora electronica și au făcut ca astronauții Apollo să vadă sclipiri în întuneric, chiar și cu ochii închiși. Unele nu sunt cosmice, nici una nu sunt raze, iar unele par imposibile. Ce sunt și de unde provin?

De ce razele cosmice?
Raze cosmice au fost descoperite la începutul secolului XX și, de ceva vreme, oamenii de știință au crezut că sunt un fel de radiații electromagnetice precum lumina vizibilă sau razele X. Soarele era o sursă evidentă posibilă, dar razele proveneau din toate direcțiile. Prin urmare, au fost dublate cosmic pentru că păreau să provină dincolo de Sistemul Solar.

Cu toate acestea, "razele" s-au dovedit a fi particule invizibile, puternic energice - părți ale atomilor. Există cantități mici de electroni, dar majoritatea razelor cosmice (89%) sunt protoni, aproximativ 10% sunt nucleele atomilor de heliu, iar 1% sunt nucleii atomilor mai grei, inclusiv uraniul. Deoarece sunt particule încărcate, câmpurile magnetice din spațiu le afectează, deci nu le putem găsi originile urmărindu-și căile înapoi.

Unele dintre particule provin de la Soare, dar sunt multe din afara Sistemului Solar. Există, de asemenea, raze cosmice create atunci când cele mai energice intră în atmosfera Pământului și se ciocnesc cu molecule de aer. Aceste coliziuni produc particule subatomice, care la rândul lor au coliziuni suplimentare, producând un duș de aer al razelor cosmice secundare.

Electron volți (eV)
Oamenii de știință măsoară energia particulelor atomice din volți de electroni (eV). Un electron volt este energia pe care un electron o va primi de la o baterie de 1 vol. Nu este mare lucru. Chiar dacă razele cosmice sunt doar bucăți de atomi, acestea se mișcă cu viteze foarte mari, deci au mult mai multă energie decât ai crede din masa minusculă. Prin urmare, utilizăm unități mai mari, cum ar fi mega electron volți (MeV), care este un milion de electroni volți, și electroni volți giga (GeV), care este un miliard de electroni volți.

Tipuri de raze cosmice
Există o mulțime de lucruri pe care încă nu le înțelegem despre razele cosmice, așa că clasificarea lor este cam grea și pregătită. Iată patru categorii comune:

Razele cosmice solare
Razele cosmice solare sunt particule de la Soare care sunt accelerate de evenimentele solare care produc ejecții de masă coronală. Într-o masă coronală, particulele încărcate sunt expulzate de la Soare la viteză mare. Razele cosmice solare sunt mai puțin energice decât cele din afara sistemului solar, cu toate acestea pot deteriora electronica sateliților și pot pune în pericol astronauții. Unele sunt trasate pe liniile câmpului magnetic al Pământului la poli și declanșează afișaje aurorale.

Razele cosmice galactice
vânt solar este un plasmă - un gaz care este un amestec de particule încărcate - care curge de la Soare în adâncurile sistemului solar. Apăsarea sa exterioară reduce numărul de raze cosmice care intră în Sistemul Solar interior. Cu toate acestea, cele care ajung în mod obișnuit au energii între 100 MeV și 10 GeV. Călătoresc cu viteze cuprinse între 45% și 99,6% din viteza luminii.

Majoritatea razelor cosmice galactice provin din altă parte a Căii Lactee. S-au răsucit și și-au îndreptat drumul prin câmpul magnetic galactic. Există dovezi puternice că sunt accelerate de valurile de șoc provocate de exploziile de supernove.

Razele cosmice Ultra High Energy (UHE)
Ultimul tip este cel mai rar și mai misterios. Ei au ceea ce par a fi energii imposibil de mari și Oh-My-God particule este cel mai uimitor dintre toate. Acesta a fost detectat în Utah în 1991, călătorind cu ceea ce se afla în șoapta vitezei luminii. Energia sa a fost calculată la aproximativ treizeci de milioane de trilioane de electroni volți.

Ce ar putea în cartierul galactic să accelereze o particulă până la o asemenea viteză? Fuzionează găurile negre? Galaxii în coliziune? Nimeni nu știe, dar știu că o supernovă nu are aproape suficientă energie pentru a face treaba, chiar dacă eliberează la fel de multă energie ca o întreagă galaxie.

Până în prezent, astronomii nu au găsit nimic în galaxiile din apropiere care să pară probabil candidați. Dar ce zici de o galaxie aflată departe, departe? Nu credem. Nu ar trebui să fie posibil să provin de la peste 30 de milioane de ani-lumină distanță și să mai avem atâta energie. Particulul ar interacționa cu radiațiile cosmice de fond și ar pierde energie înainte de a ajunge la noi. Radiația de fundal este restul energiei Big Bang-ului care umple Universul.

Pericolele razelor cosmice
Atmosfera și câmpul magnetic al Pământului ne protejează de majoritatea razelor cosmice cu energie redusă. Și, deși există mii de ei care trec prin corpurile noastre în fiecare minut, radiațiile cosmice la nivelul mării reprezintă doar câteva procente din radiațiile naturale de fond.Întrucât există o protecție mai mică la altitudini mari, echipajele de zbor sunt expuse la ceva mai multă radiație.

În spațiu, atât astronauții cât și electronica sunt expuse riscului acestei radiații dacă Soarele este activ. Nu a fost o activitate solară importantă pentru misiunile Apollo. Cu toate acestea, membrii echipajului Apollo 11 au fost primii oameni care au văzut licăriri aleatorii, chiar și atunci când ochii au fost închiși. Acestea erau raze cosmice. Și gândiți-vă la astronauți într-o misiune tripulată. S-ar afla într-un spațiu profund pentru o lungă perioadă de timp, dar protejarea oamenilor și a electronicelor împotriva razelor cosmice și a radiațiilor cu energie mare este o problemă care nu a fost încă rezolvată.

Instrucțiuni Video,: Death From Space — Gamma-Ray Bursts Explained (Mai 2024).