Азбука астрономії - C призначена для космічних променів

• Може 7, 2024

Космічні промені надходять з космосу, і близько тридцяти з них щосекунди проникають через ваше тіло. Вони становлять велику небезпеку для пілотованих місій на Марс, можуть пошкодити електроніку, і змусили астронавтів Аполлона бачити спалахи в темряві навіть із закритими очима. Деякі не космічні, жоден - це промені, а деякі здаються неможливими. Які вони і звідки вони беруться?

Чому космічні промені?
Космічні промені були виявлені на початку двадцятого століття, і досить довгий час вчені вважали, що це таке електромагнітне випромінювання, як видиме світло або рентгенівські промені. Сонце було очевидним можливим джерелом, але промені надходили з усіх боків. Тому їх охрестили космічний тому що вони, здавалося, прийшли за межі Сонячної системи.

Однак «промені» виявилися невидимими, високоенергетичними зарядженими частинками - частинами атомів. Існує невелика кількість електронів, але більшість космічних променів (89%) - протони, приблизно 10% - це ядра атомів гелію, а 1% - це ядра важчих атомів, навіть уран. Оскільки вони заряджені частинки, магнітні поля в космосі впливають на них, тому ми не можемо знайти їх витоки, простеживши їхні шляхи назад.

Деякі частинки дійсно надходять від Сонця, але їх є багато поза Сонячної системи. Існують також космічні промені, створені, коли більш енергійні потрапляють в атмосферу Землі і стикаються з молекулами повітря. Ці зіткнення утворюють субатомні частинки, які, у свою чергу, мають подальші зіткнення, створюючи повітряний душ вторинних космічних променів.

Електронних вольт (еВ)
Вчені вимірюють енергію атомних частинок в електронних вольт (еВ). Електронний вольт - це енергія, яку електрон отримав би від 1-вольтової батареї. Це не багато. Незважаючи на те, що космічні промені - це лише шматки атомів, вони рухаються з дуже високою швидкістю, тому у них набагато більше енергії, ніж ви могли б подумати, від крихітної маси. Тому ми використовуємо великі одиниці, такі як мегаелектронний вольт (MeV), що становить мільйон електронних вольт, і гіга-електронний вольт (GeV), що становить мільярд електронів.

Типи космічних променів
Є багато чого, що ми досі не розуміємо про космічні промені, тому класифікація їх є дещо грубою та готовою. Ось чотири загальні категорії:

Сонячні космічні промені
Сонячні космічні промені - це частинки Сонця, які прискорюються сонячними подіями, які виробляють викидання корональної маси. У корональній масі викидання заряджені частинки викидаються із Сонця з великою швидкістю. Сонячні космічні промені менш енергетичні, ніж ті, що знаходяться за межами Сонячної системи, але вони можуть пошкодити електроніку супутників та загрожувати космонавтам. Деякі виводяться вниз по лініях магнітного поля Землі на полюсах і викликають полярні відображення.

Галактичні космічні промені
The сонячний вітер це плазма - газ, який є сумішшю заряджених частинок - що дме з Сонця в глибину Сонячної системи. Його зовнішній поштовх зменшує кількість космічних променів, що потрапляють у внутрішню Сонячну систему. Однак ті, що надходять, зазвичай мають енергію між 100 МеВ і 10 ГэВ. Вони подорожують зі швидкістю від 45% до 99,6% від швидкості світла.

Більшість галактичних космічних променів надходять з інших місць Чумацького Шляху. Вони п’яно вивернулися і повернули свій шлях через галактичне магнітне поле. Є вагомі докази того, що вони прискорюються ударними хвилями від вибухів наднової.

Космічні промені ультрависокої енергії (UHE)
Останній тип - найрідкісніший і найзагадковіший. Вони мають те, що здається неможливо високими енергіями Частинка О-Боже мій є найдивовижнішим з усіх. Це було виявлено в штаті Юта в 1991 році, подорожуючи тим, що було пошепки швидкості світла. Його енергія обчислювалася приблизно в тридцять мільйонів трильйонів електронних вольт.

Що в галактичному сусідстві може прискорити частинку до такої швидкості? Злиття чорних дір? Галактики, що стикаються? Ніхто не знає, але вони знають, що у наднової недостатньо енергії для виконання цієї роботи, хоча вона виділяє стільки ж енергії, як ціла галактика.

Досі астрономи не знайшли нічого в сусідніх галактиках, які здаються ймовірними кандидатами. А як щодо галактики далеко-далеко? Ми так не вважаємо. Це не повинно бути можливим приїхати з більш ніж 30 мільйонів світлових років і все ще мати стільки енергії. Частинка взаємодіє з космічним випромінюванням фону і втрачає енергію до того, як потрапить до нас. Фонове випромінювання - це залишок енергії Великого вибуху, що заповнює Всесвіт.

Небезпеки космічних променів
Атмосфера Землі та магнітне поле захищають нас від більшості космічних променів низької енергії. І хоча тисячі з них щохвилини проходять через наші тіла, космічне випромінювання на рівні моря становить лише кілька відсотків природного фонового випромінювання.Оскільки на великих висотах захист менше, льотні екіпажі піддаються дещо більшому випромінюванню.

У космосі від цього випромінювання загрожують і космонавти, і електроніка, якщо Сонце активне. Не було жодної великої сонячної активності для місій "Аполлон". І все ж члени екіпажу Apollo 11 були першими, хто побачив випадкові спалахи світла, навіть коли очі були закриті. Це були космічні промені. І подумайте про космонавтів на пілотованому місі на Марсі. Вони довго перебуватимуть у глибокому космосі, але захистити людей та електроніку від космічних променів та високоенергетичного випромінювання - це проблема, яка досі не вирішена.

Відео Інструкція: Computational Thinking - Computer Science for Business Leaders 2016 (Може 2024).