Космички зраци: најбржи путници у свемиру

Козмички зраци звуче као нека врста научнофантастичне претње из свемира. Испада да у довољним количинама јесу. С друге стране, космички зраци свакодневно пролазе кроз нас, а да не чине много (ако имају какву штету). Па, који су то мистериозни делови космичке енергије?

Израз "космички зрак" односи се на честице велике брзине које путују свемиром. Они су свуда. Велике су шансе да су космичке зраке у неко или друго време прошле кроз свачије тело, посебно ако живе на великој надморској висини или су летели у авиону. Земља је добро заштићена од свих, али најенергичнија од ових зрака, тако да нам они заправо не представљају опасност у нашем свакодневном животу.

Козмичке зраке дају фасцинантне трагове објектима и догађајима другде у универзуму, попут смрти масивних звезда (зване експлозије супернове) и активност на Сунцу, тако да их астрономи проучавају помоћу балона велике висине и свемирских инструмената. То истраживање пружа узбудљив нови увид у порекло и развој звезда и галаксија у свемиру.

Козмичке зраке су екстремно наелектрисане честице (обично протони) које се крећу готово на брзина светлости. Неки долазе са Сунца (у облику соларних енергетских честица), док се други избацују из експлозија супернове и других енергетских догађаја у међузвездном (и међугалактичком) простору. Када се космички зраци сударају са Земљином атмосфером, они стварају тушеве онога што се назива "секундарним честицама".

Постојање космичких зрака познато је више од једног века. Прво их је пронашао физичар Вицтор Хесс. Покренуо је електрометре високе тачности на временским балонима 1912. године за мерење брзине јонизације атома (то јест, колико брзо и колико често се атоми напајају) у горњи слојеви Земљине атмосфере. Оно што је открио је да је стопа јонизације много већа што се више дижете у атмосфери - откриће за које је касније освојио Нобелову награду.

Ово је летело пред уобичајеном мудрошћу. Његов први инстинкт како то објаснити био је да неки ефекат сунца ствара овај ефекат. Међутим, након што је поновио своје експерименте током помрачења Сунца, добио је исте резултате, ефективно искључујући било које соларно порекло за, Стога, закључио је да у атмосфери мора постојати неко унутарње електрично поље које ствара посматрану јонизацију, мада он није могао закључити који је извор поља би.

Прошло је више од деценије касније, пре него што је физичар Роберт Милликан успео да докаже да је електрично поље у атмосфери које примећује Хесс уместо тока фотона и електрона. Овај феномен назвао је "космичким зрацима" и они су струјили кроз нашу атмосферу. Такође је утврдио да те честице нису са Земље или из окружења близу Земље, већ су дошле из дубоког свемира. Следећи изазов је био да схватимо који су процеси или објекти могли да их стварају.

Од тог времена, научници су наставили да користе балоне са високим летењем како би се извукли изнад атмосфере и узели више ових честица велике брзине. Регион изнад Антартице на јужном полу је омиљено лансирно место, а бројне мисије су прикупиле више информација о космичким зракама. Тамо се у Националном заводу за научне балоне сваке године налази летови натоварени инструментима. "Бројачи космичких зрака" које носе мереју енергију космичких зрака, као и њихове правце и интензитете.

Тхе Међународна свемирска станицатакође садржи инструменте који проучавају својства космичких зрака, укључујући експеримент Козмичке зраке енергетике и масе (ЦРЕАМ). Инсталиран 2017. године, има трогодишњу мисију да прикупи што више података о овим брзо покретним честицама. ЦРЕАМ је заправо почео као експеримент са балоном, а летео је седам пута у периоду између 2004. и 2016. године.

Пошто су космичке зраке састављене од наелектрисаних честица, њихови се путеви могу мењати било којим магнетним пољем са којим дође у контакт. Наравно, објекти попут звезда и планета имају магнетна поља, али такође постоје и међузвездна магнетна поља. Због тога је предвидјети где су (и колико снажна) магнетна поља изузетно тешка. А пошто та магнетна поља постоје по целом простору, појављују се у сваком правцу. Стога није чудно да из наше исходишне тачке овде на Земљи изгледа да космички зраци не долазе од било које тачке у свемиру.

Одређивање извора космичких зрака показало се тешким више година. Међутим, постоје неке претпоставке које се могу претпоставити. Пре свега, природа космичких зрака као изузетно високоенергетских честица наговештавала је да су оне произведене прилично моћним активностима. Тако да су догађаји попут супернова или региона око црних рупа били вјероватно кандидати. Сунце емитује нешто слично космичким зракама у облику високоенергетских честица.

Године 1949. физичар Енрицо Ферми сугерисао је да су космички зраци једноставно честице убрзане магнетним пољима у међузвездним гасовитим облацима. А пошто вам је потребно прилично велико поље да бисте створили космичке зраке највише енергије, научници су почели да посматрају остатке супернове (и друге велике објекте у свемиру) као вероватан извор.

Јуна 2008. НАСА је лансирала телескоп гама зраком познат као Ферми - именован по Енрицу Фермију. Док Ферми је телескоп гама зрака, један од његових главних научних циљева био је утврђивање порекла космичких зрака. У комбинацији са другим истраживањима космичких зрака помоћу балона и свемирских инструмената, астрономи сада траже остатке супернове, и такви егзотични предмети као супермасивне црне рупе као извори за најјаче енергетске космичке зраке откривене овде Земља.

• Козмички зраци долазе из свемира и могу се генерисати таквим догађајима као што су експлозије супернове.
• Честице велике брзине такође се стварају у другим енергетским догађајима, као што су квазарске активности.
• Сунце такође шаље космичке зраке у облику или соларне енергетске честице.
• Космички зраци се могу детектовати на Земљи на различите начине. Неки музеји имају експонате за откривање космичких зрака.

• „Изложеност космичким зракама“ Радиоактивност: Јод 131, ввв.радиоацтивити.еу.цом/сите/пагес/Досе_Цосмиц.хтм.
• НАСА, НАСА, замислите.гсфц.наса.гов/сциенце/тоолбок/цосмиц_раис1.хтмл.
• РСС, ввв.еп.пх.бхам.ац.ук/генерал/оутреацх/СпаркЦхамбер/тект2х.хтмл.

Уредио и ажурирао Царолин Цоллинс Петерсен.