ABC της Αστρονομίας - C είναι για τις Κοσμικές Ακτίνες

• Ενδέχεται 19, 2024

Οι κοσμικές ακτίνες προέρχονται από τον εξωτερικό χώρο και περίπου τριάντα από αυτούς φτάνουν στο σώμα σας κάθε δευτερόλεπτο. Παρουσιάζουν μεγάλο κίνδυνο για επανδρωμένες αποστολές στον Άρη, μπορούν να βλάψουν τα ηλεκτρονικά, και να κάνουν τους αστροναύτες του Απόλλωνα να βλέπουν τις λάμψεις στο σκοτάδι, ακόμη και με τα μάτια κλειστά. Μερικοί δεν είναι κοσμικοί, κανένας δεν είναι ακτίνες, και μερικοί φαίνεται να είναι αδύνατοι. Από τι προέρχονται και από πού προέρχονται;

Γιατί κοσμικές ακτίνες;
Κοσμικές ακτίνες ανακαλύφθηκαν στις αρχές του εικοστού αιώνα και εδώ και αρκετό καιρό οι επιστήμονες πίστευαν ότι ήταν ένα είδος ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας όπως το ορατό φως ή οι ακτίνες Χ. Ο ήλιος ήταν μια προφανής πιθανή πηγή, αλλά οι ακτίνες προήλθαν από όλες τις κατευθύνσεις. Συνεπώς, μεταγλωττίζονται κοσμικός επειδή φαινόταν να προέρχονταν από το ηλιακό σύστημα.

Ωστόσο, οι "ακτίνες" αποδείχθηκαν αόρατες, πολύ ενεργητικά φορτισμένα σωματίδια - μέρη ατόμων. Υπάρχουν μικρές ποσότητες ηλεκτρονίων, αλλά οι περισσότερες κοσμικές ακτίνες (89%) είναι πρωτόνια, περίπου το 10% είναι οι πυρήνες των ατόμων του ηλίου και το 1% είναι οι πυρήνες βαρύτερων ατόμων, ακόμη και με το ουράνιο. Δεδομένου ότι είναι φορτισμένα σωματίδια, τα μαγνητικά πεδία στο διάστημα τους επηρεάζουν, οπότε δεν μπορούμε να βρούμε την προέλευσή τους εντοπίζοντας τα μονοπάτια τους προς τα πίσω.

Μερικά από τα σωματίδια προέρχονται από τον Ήλιο, αλλά υπάρχουν πολλά εκτός του Ηλιακού Συστήματος. Υπάρχουν επίσης κοσμικές ακτίνες που δημιουργούνται όταν οι πιο ενεργητικοί εισέρχονται στην ατμόσφαιρα της Γης και συγκρούονται με τα μόρια του αέρα. Αυτές οι συγκρούσεις δημιουργούν υποατομικά σωματίδια, τα οποία με τη σειρά τους έχουν περαιτέρω συγκρούσεις, παράγοντας ένα ντους αέρα των δευτερογενών κοσμικών ακτίνων.

Ηλεκτρόνια βολτ (eV)
Οι επιστήμονες μετρούν την ενέργεια των ατομικών σωματιδίων μέσα ηλεκτρόνια βολτ (eV). Ένα ηλεκτρόνιο βολτ είναι η ενέργεια που θα μπορούσε να πάρει ένα ηλεκτρόνιο από μια μπαταρία 1 volt. Αυτό δεν είναι πολύ. Παρόλο που οι κοσμικές ακτίνες είναι απλά κομμάτια ατόμων, κινούνται σε πολύ υψηλές ταχύτητες, έτσι έχουν περισσότερη ενέργεια από ό, τι θα σκεφτόσασταν από τη μικροσκοπική μάζα. Ως εκ τούτου, χρησιμοποιούμε μεγαλύτερες μονάδες όπως mega electron volts (MeV), το οποίο είναι ένα εκατομμύριο ηλεκτρόνια βολτ και giga electron volts (GeV), το οποίο είναι ένα δισεκατομμύριο ηλεκτρόνια βολτ.

Τύποι κοσμικών ακτίνων
Υπάρχουν πολλά που ακόμα δεν καταλαβαίνουμε σχετικά με τις κοσμικές ακτίνες, οπότε η κατάταξή τους είναι λίγο ακατάλληλη και έτοιμη. Ακολουθούν τέσσερις κοινές κατηγορίες:

Ηλιακές κοσμικές ακτίνες
Οι ηλιακές κοσμικές ακτίνες είναι σωματίδια από τον Ήλιο που επιταχύνουν τα ηλιακά γεγονότα που παράγουν απότομες εκτομές μάζας. Σε μια εκτοξευόμενη μάζα των σωματιδίων τα φορτισμένα σωματίδια εκτοξεύονται από τον Ήλιο σε υψηλή ταχύτητα. Οι ηλιακές κοσμικές ακτίνες είναι λιγότερο ενεργητικές από αυτές εκτός του Ηλιακού Συστήματος, αλλά μπορούν να βλάψουν τα ηλεκτρονικά των δορυφόρων και να θέσουν σε κίνδυνο τους αστροναύτες. Μερικοί διοχετεύονται κάτω από τις γραμμές του μαγνητικού πεδίου της Γης στους πόλους και ενεργοποιούν τις ακουστικές οθόνες.

Γαλαξιακές κοσμικές ακτίνες
ο ηλιακός άνεμος είναι ένα πλάσμα αίματος - ένα αέριο που είναι ένα μείγμα φορτισμένων σωματιδίων - φυσώντας από τον Ήλιο στα βάθη του Ηλιακού Συστήματος. Η ώθηση προς τα έξω μειώνει τον αριθμό των κοσμικών ακτίνων που εισέρχονται στο εσωτερικό Ηλιακό Σύστημα. Ωστόσο, αυτά που φθάνουν συνήθως έχουν ενέργειες μεταξύ 100 MeV και 10 GeV. Ταξιδεύουν σε ταχύτητες μεταξύ 45% και 99,6% της ταχύτητας του φωτός.

Οι περισσότερες γαλαξιακές κοσμικές ακτίνες προέρχονται από αλλού στον Γαλαξία. Έχουν στρίψει και γύρισε τον τρόπο τους μεθυσμένος μέσα από το γαλαξιακό μαγνητικό πεδίο. Υπάρχουν ισχυρές ενδείξεις ότι επιταχύνεται από κύματα κλονισμού από εκρήξεις σουπερνόβα.

Κοσμικές ακτίνες εξαιρετικά υψηλής ενέργειας (UHE)
Ο τελευταίος τύπος είναι ο πιο σπάνιος και πιο μυστηριώδης. Έχουν ό, τι φαίνεται να είναι απίστευτα υψηλές ενέργειες, και το Ω-Μου-Θεό σωματίδιο είναι το πιο εκπληκτικό από όλα. Εντοπίστηκε στη Γιούτα το 1991, ταξιδεύοντας σε αυτό που ήταν μέσα σε ένα ψίθυρο της ταχύτητας του φωτός. Η ενέργειά του υπολογίστηκε σε περίπου τριάντα εκατομμύρια τρισεκατομμύρια ηλεκτρονίων βολτ.

Τι στη γειτονιά της Γαλαξίας θα μπορούσε να επιταχύνει ένα σωματίδιο σε μια τέτοια ταχύτητα; Συγχώνευση μαύρων τρυπών; Συγκρούοντας γαλαξίες; Κανείς δεν ξέρει, αλλά ξέρουν ότι μια σουπερνόβα δεν έχει αρκετή ενέργεια για να κάνει τη δουλειά, αν και απελευθερώνει ενέργεια όσο ένας ολόκληρος γαλαξίας.

Μέχρι στιγμής, οι αστρονόμοι δεν έχουν βρει τίποτα σε κοντινούς γαλαξίες που φαίνονται πιθανές υποψήφιες. Αλλά τι γίνεται με έναν γαλαξία μακριά, μακριά; Δεν το νομίζουμε. Δεν πρέπει να μπορεί να έρθει από 30 εκατομμύρια έτη φωτός μακριά και να έχει ακόμα τόση ενέργεια. Το σωματίδιο θα αλληλεπιδράσει με την ακτινοβολία του κοσμικού υποβάθρου και θα χάσει την ενέργεια πριν φτάσει σε μας. Η ακτινοβολία στο παρασκήνιο είναι το υπόλοιπο της ενέργειας του Big Bang που γεμίζει το Σύμπαν.

Κίνδυνοι κοσμικών ακτίνων
Η ατμόσφαιρα και το μαγνητικό πεδίο της γης μας προστατεύουν από τις περισσότερες κοσμικές ακτίνες χαμηλής ενέργειας. Και παρόλο που χιλιάδες από αυτούς περνούν μέσα από το σώμα μας κάθε λεπτό, στη στάθμη της θάλασσας η κοσμική ακτινοβολία είναι μόνο μερικές φορές από την φυσική ακτινοβολία υποβάθρου.Δεδομένου ότι υπάρχει λιγότερη προστασία σε μεγάλα υψόμετρα, τα πληρώματα πτήσης εκτίθενται σε κάπως περισσότερη ακτινοβολία.

Στο διάστημα, τόσο οι αστροναύτες όσο και τα ηλεκτρονικά κινδυνεύουν από αυτή την ακτινοβολία, εάν ο Ήλιος είναι ενεργός. Δεν υπήρξε σημαντική ηλιακή δραστηριότητα για τις αποστολές Apollo. Ωστόσο, τα μέλη του πληρώματος του Apollo 11 ήταν οι πρώτοι που είδαν τυχαίες φλας, ακόμα και όταν τα μάτια τους έκλεισαν. Αυτές ήταν κοσμικές ακτίνες. Και σκεφτείτε τους αστροναύτες σε μια επανδρωμένη αποστολή του Άρη. Θα ήταν σε βαθύ διάστημα για μεγάλο χρονικό διάστημα, αλλά η προστασία των ανθρώπων και των ηλεκτρονικών από τις κοσμικές ακτίνες και την ακτινοβολία υψηλής ενέργειας είναι ένα πρόβλημα που δεν έχει ακόμη επιλυθεί.

Οδηγίες Βίντεο: Geometry: Measurement of Angles (Level 3 of 9) | Degrees, Minutes, Seconds, Congruent Angles (Ενδέχεται 2024).