ABC astronómie - C je pre kozmické lúče

• Apríl 25, 2024

Kozmické lúče pochádzajú z vesmíru a asi tridsať z nich každú sekundu prechádza cez svoje telo. Predstavujú veľké riziko pre misie s posádkou na Marse, môžu poškodiť elektroniku a prinútili astronautov Apolla vidieť tmy v tme, dokonca aj so zavretými očami. Niektoré nie sú kozmické, žiadne nie sú lúčmi a niektoré sa zdajú byť nemožné. Čo sú zač a odkiaľ pochádzajú?

Prečo kozmické lúče?
Kozmické lúče boli objavené začiatkom dvadsiateho storočia a vedci si istý čas vedci mysleli, že ide o druh elektromagnetického žiarenia, ako je viditeľné svetlo alebo röntgenové lúče. Slnko bolo zrejmým možným zdrojom, ale lúče prichádzali zo všetkých smerov. Boli preto prezývaní kozmický pretože sa zdalo, že prišli z oblasti mimo Slnečnej sústavy.

Avšak „lúče“ sa ukázali ako neviditeľné, vysoko energetické nabité častice - časti atómov. Existujú malé množstvá elektrónov, ale väčšina kozmických lúčov (89%) sú protóny, asi 10% sú jadrá atómov hélia a 1% sú jadrá ťažších atómov, dokonca aj vrátane uránu. Pretože sú to nabité častice, ovplyvňujú ich magnetické pole vo vesmíre, takže nemôžeme nájsť ich pôvod sledovaním ich ciest dozadu.

Niektoré častice pochádzajú zo Slnka, ale mimo slnečnej sústavy je veľa. Existujú tiež kozmické lúče, ktoré vzniknú, keď energeticky najúčinnejšie vstúpia do zemskej atmosféry a zrazia sa s molekulami vzduchu. Tieto kolízie vytvárajú subatomárne častice, ktoré zase majú ďalšie kolízie a vytvárajú vzduchovú sprchu sekundárnych kozmických lúčov.

Elektrónové volty (eV)
Vedci zmerajú energiu atómových častíc v elektrónové napätia (eV), Elektrónový volt je energia, ktorú by elektrón získal z 1-voltovej batérie. To nie je moc. Aj keď sú kozmické lúče iba kúsky atómov, pohybujú sa veľmi vysokou rýchlosťou, takže majú oveľa viac energie, ako by ste si mysleli z malej hmoty. Preto používame väčšie jednotky ako mega elektrónové volty (MeV), čo je milión elektrónových voltov, a giga elektrónové volty (GeV), čo je miliarda elektrónových voltov.

Druhy kozmického žiarenia
O kozmických lúčoch stále veľa nerozumieme, takže ich klasifikácia je trochu drsná a pripravená. Tu sú štyri bežné kategórie:

Slnečné kozmické lúče
Slnečné kozmické lúče sú častice zo Slnka, ktoré sú urýchľované slnečnými javmi, ktoré produkujú ejekcie koronálnej hmoty, Pri vyhadzovaní koronálnej hmoty sú nabité častice vyhodené zo Slnka vysokou rýchlosťou. Slnečné kozmické lúče sú menej energetické ako lúče zvonku slnečnej sústavy, môžu však poškodiť elektroniku satelitov a ohroziť astronautov. Niektoré sú lievikované po zemských čiarach magnetického poľa pri póloch a spúšťajú polárne displeje.

Galaktické kozmické lúče
slnečný vietor je a plazma - plyn, ktorý je zmesou nabitých častíc - vyfukujúci zo Slnka do hĺbok slnečnej sústavy. Jeho tlačenie smerom von znižuje počet kozmických lúčov vstupujúcich do vnútornej slnečnej sústavy. Avšak tie, ktoré prichádzajú, majú zvyčajne energiu medzi 100 MeV a 10 GeV. Cestujú rýchlosťou 45 až 99,6% rýchlosti svetla.

Väčšina galaktických kozmických lúčov pochádza z iných častí Mliečnej dráhy. Skrútili sa a opili svoju cestu cez galaktické magnetické pole. Existujú presvedčivé dôkazy o tom, že sú urýchlené nárazovými vlnami výbuchu supernovy.

Kozmické žiarenie s ultra vysokou energiou (UHE)
Posledný typ je najvzácnejší a najzáhadnejší. Majú to, čo sa zdá byť neuveriteľne vysoké energie, a Časti Bože Bože je najúžasnejší zo všetkých. Bola detekovaná v Utahu v roku 1991 a cestovala rýchlosťou, ktorá bola v šepte rýchlosti svetla. Jeho energia bola vypočítaná na približne tridsať miliónov biliónov elektrónov.

Čo môže v galaktickej štvrti urýchliť časticu na takúto rýchlosť? Zlúčenie čiernych dier? Zrážky galaxií? Nikto nevie, ale vie, že supernova nemá takmer dosť energie na svoju prácu, hoci uvoľňuje toľko energie ako celá galaxia.

Astronómovia zatiaľ nenašli v blízkych galaxiách nič, čo by vyzeralo ako pravdepodobný kandidát. Ale čo galaxia ďaleko, ďaleko? To si nemyslíme. Nemalo by byť možné prísť z viac ako 30 miliónov svetelných rokov a mať stále toľko energie. Častica bude interagovať s kozmickým žiarením pozadia a stratí energiu skôr, ako sa k nám dostane. Žiarenie v pozadí je zvyškom energie Veľkého tresku, ktorá zapĺňa vesmír.

Riziká kozmického žiarenia
Atmosféra Zeme a magnetické pole nás chránia pred najviac kozmickými lúčmi s nízkou energiou. A hoci každú minútu prechádzajú cez naše telá tisíce, kozmické žiarenie na úrovni hladiny mora predstavuje iba niekoľko percent prirodzeného žiarenia v pozadí.Pretože vo vysokých nadmorských výškach je menšia ochrana, sú letové posádky vystavené o niečo väčšiemu žiareniu.

Ak je Slnko aktívne, v kozmickom priestore sú týmto žiarením ohrozené astronauti aj elektronika. Pre misie Apollo neexistovala žiadna významná slnečná aktivita. Členovia posádky Apolla 11 boli prvými ľuďmi, ktorí videli náhodné svetelné záblesky, aj keď boli ich oči zatvorené. Boli to kozmické lúče. A myslite na astronautov na misii s posádkou na Marse. Dlho by boli v hlbokom vesmíre, ale ochrana ľudí a elektroniky pred kozmickými lúčmi a vysokoenergetickým žiarením je problém, ktorý ešte nebol vyriešený.

Video Návody: TIMELAPSE OF THE FUTURE: A Journey to the End of Time (4K) (Apríl 2024).