ABC of Astronomy - C adalah untuk sinar kosmik

• April 26, 2024

Sinar kosmik berasal dari angkasa luar, dan kira-kira tiga puluh daripadanya memasuki badan anda setiap saat. Mereka menimbulkan bahaya besar untuk misi berawak ke Marikh, boleh merosakkan elektronik, dan menjadikan angkasawan Apollo melihat kilatan dalam kegelapan, walaupun dengan mata mereka tertutup. Ada yang tidak kosmik, tidak ada sinar, dan beberapa kelihatan mustahil. Apakah mereka dan dari mana asalnya?

Mengapa sinar kosmik?
Sinar kosmik telah ditemui pada awal abad ke-20, dan sejak sekian lama saintis berpendapat bahawa mereka adalah sejenis radiasi elektromagnet seperti cahaya yang kelihatan atau sinar-X. Matahari adalah sumber yang jelas, tetapi sinar datang dari segala arah. Oleh itu, mereka digelar kosmik kerana mereka seolah-olah telah datang dari luar Sistem Suria.

Walau bagaimanapun "sinar" ternyata menjadi zarah yang tidak kelihatan, sangat bertenaga - bahagian atom. Terdapat sejumlah kecil elektron, tetapi kebanyakan sinaran kosmik (89%) adalah proton, kira-kira 10% adalah nukleus atom helium, dan 1% adalah nukleus atom yang lebih berat, termasuk uranium. Oleh kerana mereka dikenakan zarah, medan magnet di angkasa memberi kesan kepada mereka, jadi kita tidak dapat mencari asal-usul mereka dengan mengesan laluan mereka ke belakang.

Sebahagian zarah datang dari Matahari, tetapi terdapat banyak dari luar Sistem Suria. Terdapat juga sinaran kosmik apabila lebih bertenaga memasuki atmosfer bumi dan bertabrakan dengan molekul udara. Tangki ini menghasilkan zarah subatomik, yang pada gilirannya mempunyai perlanggaran selanjutnya, menghasilkan pancuran udara sinaran kosmik sekunder.

Voltan elektron (eV)
Para saintis mengukur tenaga zarah atom dalam voltan elektron (eV). Satu voltan elektron adalah tenaga elektron yang akan mendapat dari bateri 1 volt. Itu tidak banyak. Walaupun sinaran kosmik hanya sekeping atom, mereka bergerak pada kelajuan yang sangat tinggi, jadi mereka mempunyai lebih banyak tenaga daripada yang anda fikirkan dari massa kecil. Oleh itu, kami menggunakan unit yang lebih besar seperti voltan elektron mega (MeV), iaitu satu juta volt voltan, dan voltan elektron giga (GeV), iaitu satu bilion volt elektron.

Jenis sinar kosmik
Ada banyak yang kita masih tidak faham tentang sinar kosmik, jadi mengklasifikasikannya agak kasar dan siap. Berikut adalah empat kategori umum:

Sinaran kosmik suria
Sinaran kosmik suria adalah zarah dari Matahari yang dipercepatkan oleh peristiwa solar yang menghasilkan ejekan massa coronal. Dalam lonjakan jisim koronal massa zarah-zarah dibuang keluar dari Matahari pada kelajuan tinggi. Sinaran kosmik suria kurang bertenaga daripada mereka yang berada di luar Sistem Suria, namun mereka boleh merosakkan elektronik satelit dan membahayakan angkasawan. Ada yang disalurkan ke bawah garis medan magnet Bumi di kutub dan memicu paparan auroral.

Sinaran kosmik Galactic
The angin suria ialah plasma - gas yang merupakan campuran zarah bercas - meniup dari Matahari ke kedalaman Sistem Suria. Puncak keluarnya mengurangkan bilangan sinaran kosmik yang masuk ke dalam Sistem Suria dalaman. Walau bagaimanapun, orang-orang yang datang biasanya mempunyai tenaga antara 100 MeV dan 10 GeV. Mereka bergerak pada kelajuan antara 45% dan 99,6% dari kelajuan cahaya.

Kebanyakan sinaran kosmik galaksi berasal dari tempat lain di Bima Sakti. Mereka telah memutar dan mengubah cara mereka mabuk melalui medan magnet galaksi. Terdapat bukti kukuh bahawa mereka dipercepat oleh gelombang kejutan dari letupan supernova.

Sinar kosmik Ultra Tinggi (UHE)
Jenis terakhir adalah yang paling jarang dan paling misteri. Mereka mempunyai apa yang seolah-olah menjadi tenaga yang mustahil tinggi, dan Oh-My-God zarah adalah yang paling menakjubkan dari semua. Ia telah dikesan di Utah pada tahun 1991, perjalanan di apa yang berada dalam bisikan kelajuan cahaya. Tenaga itu dikira sekitar tiga puluh juta trillion volt elektron.

Apa yang terdapat dalam kejiranan Galactic dapat mempercepatkan zarah dengan kelajuan sedemikian? Menggabungkan lubang hitam? Melancarkan galaksi? Tiada siapa yang tahu, tetapi mereka tahu bahawa supernova tidak mempunyai tenaga yang hampir mencukupi untuk melakukan pekerjaan itu, walaupun ia mengeluarkan tenaga sebanyak galaksi keseluruhan.

Setakat ini ahli astronomi tidak menemui apa-apa dalam galaksi berdekatan yang kelihatannya calon. Tetapi bagaimana dengan galaksi yang jauh, jauh? Kami tidak fikir begitu. Ia tidak mustahil untuk datang dari lebih 30 juta tahun cahaya jauh dan masih mempunyai banyak tenaga. Zarah akan berinteraksi dengan radiasi latar belakang kosmik dan kehilangan tenaga sebelum sampai kepada kami. Radiasi latar belakang adalah sisa tenaga Big Bang yang mengisi Semesta.

Bahaya sinaran kosmik
Atmosfer bumi dan medan magnet melindungi kita dari sinar kosmik tenaga yang paling rendah. Dan walaupun terdapat beribu-ribu orang yang mengalir melalui badan kita setiap minit, di radiasi kosmik paras laut hanya beberapa peratus dari radiasi latar belakang semulajadi.Oleh kerana terdapat perlindungan yang kurang pada ketinggian yang tinggi, krew penerbangan terdedah kepada radiasi yang agak lebih.

Di angkasa, kedua-dua angkasawan dan elektronik berisiko dari radiasi ini jika Matahari aktif. Tidak ada aktiviti solar utama untuk misi Apollo. Namun anggota kru Apollo 11 adalah orang pertama yang melihat kilatan cahaya rawak, walaupun mata mereka ditutup. Ini adalah sinar kosmik. Dan berfikir tentang angkasawan pada misi Mars yang dikendalikan. Mereka akan berada dalam ruang yang jauh untuk masa yang lama, tetapi melindungi manusia dan elektronik terhadap sinaran kosmik dan radiasi tenaga tinggi adalah masalah yang belum diselesaikan.

Arahan Video: Apa Itu Sinar Kosmik ? (April 2024).