ABC astronomie - C je pro kosmické paprsky

• Smět 3, 2024

Kosmické paprsky přicházejí z vesmíru a asi třicet z nich se každou sekundu zipuje tělem. Představují velké nebezpečí pro mise s posádkou na Marsu, mohou poškodit elektroniku a přiměli astronauty Apolla, aby ve tmě viděli záblesky, i když mají zavřené oči. Některé nejsou kosmické, žádné nejsou paprsky a některé se zdají být nemožné. Co jsou zač a odkud pocházejí?

Proč kosmické paprsky?
Kosmické paprsky byly objeveny počátkem dvacátého století a vědci si po dlouhou dobu mysleli, že jde o jakési elektromagnetické záření, jako je viditelné světlo nebo rentgenové paprsky. Slunce bylo zřejmým možným zdrojem, ale paprsky přicházely ze všech směrů. Byly tedy dabovány vesmírný protože se zdálo, že přišly za Sluneční soustavou.

Ukázalo se však, že „paprsky“ jsou neviditelné, vysoce energetické nabité částice - části atomů. Existují malá množství elektronů, ale většina kosmických paprsků (89%) jsou protony, asi 10% jsou jádra atomů helia a 1% jsou jádra těžších atomů, včetně uranu. Protože se jedná o nabité částice, ovlivňují je magnetická pole ve vesmíru, takže nemůžeme najít jejich původ sledováním jejich cest zpět.

Některé částice pocházejí ze Slunce, ale mimo Sluneční soustavu je spousta. Existují také kosmické paprsky vytvořené, když energetičtější vstoupí do zemské atmosféry a srazí se s molekulami vzduchu. Tyto srážky produkují subatomické částice, které zase mají další srážky, a vytvářejí tak vzduchovou sprchu sekundárních kosmických paprsků.

Elektronové volty (eV)
Vědci měří energii atomových částic v elektron voltů (eV). Elektronový volt je energie, kterou by elektron získal z 1-voltové baterie. To není moc. I když jsou kosmické paprsky jen kousky atomů, pohybují se velmi vysokou rychlostí, takže mají mnohem více energie, než byste si mysleli z malé hmoty. Proto používáme větší jednotky jako mega elektronové volty (MeV), což je milion elektronových voltů, a giga elektronové volty (GeV), což je miliarda elektronových voltů.

Druhy kosmického paprsku
O kosmických paprscích stále mnoho nerozumíme, takže jejich klasifikace je trochu drsná a připravená. Zde jsou čtyři běžné kategorie:

Sluneční kosmické paprsky
Sluneční kosmické paprsky jsou částice ze Slunce, které jsou urychlovány solárními událostmi, které vytvářejí vystřelení koronální hmoty. Při vyhazování koronální hmoty jsou nabité částice vynášeny ze Slunce vysokou rychlostí. Sluneční kosmické paprsky jsou méně energetické než paprsky z vnější části Sluneční soustavy, mohou však poškodit elektroniku satelitů a ohrozit astronauty. Některé z nich jsou vedeny po zemských magnetických siločarách u pólů a spouštějí polární záře.

Galaktické kosmické paprsky
solární bouře je plazma - plyn, který je směsí nabitých částic - foukajících ze slunce do hlubin sluneční soustavy. Jeho vnější tlak snižuje počet kosmických paprsků vstupujících do vnitřní sluneční soustavy. Avšak ty, které dorazí, mají obvykle energii mezi 100 MeV a 10 GeV. Cestují rychlostí mezi 45% a 99,6% rychlosti světla.

Většina galaktických kosmických paprsků pochází odkudkoli z Mléčné dráhy. Zkroucili se a opili cestu galaktickým magnetickým polem. Existují silné důkazy, že jsou urychlovány rázovými vlnami při výbuchu supernovy.

Kosmické paprsky s ultra vysokou energií (UHE)
Poslední typ je nejvzácnější a nejzáhadnější. Mají to, co se zdá být neuvěřitelně vysoké energie, a Částice Oh-My-God je nejúžasnější ze všech. Byl detekován v Utahu v roce 1991 a cestoval tím, co bylo v šepotu rychlosti světla. Jeho energie byla vypočtena na přibližně třicet milionů bilionů elektronových voltů.

Co v galaktickém sousedství může urychlit částici na takovou rychlost? Sloučení černé díry? Srážky galaxií? Nikdo neví, ale vědí, že supernova nemá téměř dost energie k tomu, aby tuto práci vykonala, přestože uvolňuje tolik energie jako celá galaxie.

Astronomové zatím nenašli v blízkých galaxiích nic, co by vypadalo jako pravděpodobné kandidáty. Ale co galaxie daleko, daleko? My si to nemyslíme. Nemělo by být možné přijít z více než 30 milionů světelných let a mít stále tolik energie. Částice by interagovala s kosmickým zářením a ztratila energii, než se k nám dostane. Záření na pozadí je zbytkem energie Velkého třesku, která vyplňuje vesmír.

Nebezpečí kosmického záření
Atmosféra Země a magnetické pole nás chrání před většinou kosmických paprsků s nízkou energií. A přestože každou minutu prochází naše těla tisíce, na úrovni hladiny moře je kosmické záření jen pár procent přirozeného záření pozadí.Protože ve vysokých nadmořských výškách je menší ochrana, jsou letové posádky vystaveny poněkud většímu záření.

Ve vesmíru jsou astronauti i elektronika ohroženi tímto zářením, pokud je Slunce aktivní. Pro mise Apollo nedošlo k žádné významné sluneční aktivitě. Členové posádky Apolla 11 však byli prvními lidmi, kteří viděli náhodné světelné záblesky, i když byly jejich oči zavřené. Byly to kosmické paprsky. A přemýšlejte o astronautech na misi na Marsu s posádkou. Dlouho by byli v hlubokém vesmíru, ale stíhání lidí a elektroniky před kosmickými paprsky a vysokoenergetickým zářením je problém, který dosud nebyl vyřešen.

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