ABC of Astronomy - C è per raggi cosmici

• Potrebbe 4, 2024

I raggi cosmici provengono dallo spazio e circa una trentina di essi attraversano il tuo corpo ogni secondo. Esse rappresentano un grande pericolo per le missioni con equipaggio su Marte, possono danneggiare l'elettronica e far vedere agli astronauti dell'Apollo lampi nell'oscurità, anche con gli occhi chiusi. Alcuni non sono cosmici, nessuno sono raggi e alcuni sembrano essere impossibili. Cosa sono e da dove vengono?

Perché i raggi cosmici?
Raggi cosmici furono scoperti all'inizio del ventesimo secolo e per qualche tempo gli scienziati pensarono che fossero una specie di radiazione elettromagnetica come la luce visibile o i raggi X. Il Sole era una fonte ovvia possibile, ma i raggi provenivano da tutte le direzioni. Furono quindi doppiati cosmico perché sembravano provenire da oltre il Sistema Solare.

Tuttavia i "raggi" si sono rivelati particelle invisibili, altamente energetiche - parti di atomi. Ci sono piccole quantità di elettroni, ma la maggior parte dei raggi cosmici (89%) sono protoni, circa il 10% sono i nuclei di atomi di elio e l'1% sono i nuclei di atomi più pesanti, compreso l'uranio. Poiché sono particelle cariche, i campi magnetici nello spazio le influenzano, quindi non possiamo trovare le loro origini tracciando i loro percorsi all'indietro.

Alcune particelle provengono dal sole, ma ce ne sono molte al di fuori del sistema solare. Ci sono anche raggi cosmici creati quando i più energici entrano nell'atmosfera terrestre e si scontrano con molecole d'aria. Queste collisioni producono particelle subatomiche, che a loro volta hanno ulteriori collisioni, producendo una pioggia d'aria di raggi cosmici secondari.

Volt di elettroni (eV)
Gli scienziati misurano l'energia delle particelle atomiche in elettronvolt (eV). Un volt di elettroni è l'energia che un elettrone otterrebbe da una batteria da 1 volt. Non è molto. Anche se i raggi cosmici sono solo pezzi di atomi, si muovono a velocità molto elevate, quindi hanno molta più energia di quanto si pensi dalla piccola massa. Pertanto usiamo unità più grandi come mega elettronvolt (MeV), che è un milione di elettronvolt e giga elettronvolt (GeV), che è un miliardo di elettronvolt.

Tipi di raggio cosmico
Ci sono molte cose che ancora non capiamo sui raggi cosmici, quindi classificarli è un po 'approssimativo e pronto. Ecco quattro categorie comuni:

Raggi cosmici solari
I raggi cosmici solari sono particelle del Sole che sono accelerate dagli eventi solari che producono espulsioni di massa coronale. In una massa coronale l'espulsione di particelle cariche viene espulsa dal Sole ad alta velocità. I raggi cosmici solari sono meno energici di quelli esterni al Sistema Solare, tuttavia possono danneggiare l'elettronica dei satelliti e mettere in pericolo gli astronauti. Alcuni sono incanalati lungo le linee del campo magnetico terrestre ai poli e attivano schermi aurorali.

Raggi cosmici galattici
Il vento solare è un plasma - un gas che è una miscela di particelle cariche - che soffia dal Sole nelle profondità del Sistema Solare. La sua spinta verso l'esterno riduce il numero di raggi cosmici che entrano nel Sistema Solare interno. Tuttavia, quelli che arrivano in genere hanno energie tra 100 MeV e 10 GeV. Viaggiano a una velocità compresa tra il 45% e il 99,6% della velocità della luce.

La maggior parte dei raggi cosmici galattici provengono da altre parti della Via Lattea. Si sono contorti e si sono fatti strada ubriachi attraverso il campo magnetico galattico. Vi è una forte evidenza che sono accelerati dalle onde d'urto causate dalle esplosioni di supernova.

Raggi cosmici ad altissima energia (UHE)
L'ultimo tipo è il più raro e misterioso. Hanno quelle che sembrano essere energie incredibilmente alte, e il Particella di Dio mio è il più sorprendente di tutti. Fu scoperto nello Utah nel 1991, viaggiando a ciò che era a un sussurro della velocità della luce. La sua energia è stata calcolata in circa trenta milioni di miliardi di elettronvolt.

Cosa nel quartiere galattico potrebbe accelerare una particella a una tale velocità? Unione di buchi neri? Galassie in collisione? Nessuno lo sa, ma sanno che una supernova non ha abbastanza energia per fare il lavoro, anche se rilascia tutta l'energia di un'intera galassia.

Finora gli astronomi non hanno trovato nulla nelle galassie vicine che sembrano probabili candidati. Ma che dire di una galassia molto, molto lontana? Noi non la pensiamo così. Non dovrebbe essere possibile provenire da oltre 30 milioni di anni luce di distanza e avere ancora così tanta energia. La particella interagirebbe con la radiazione cosmica di fondo e perderebbe energia prima che arrivasse a noi. La radiazione di fondo è il residuo dell'energia del Big Bang che riempie l'Universo.

Pericoli dei raggi cosmici
L'atmosfera terrestre e il campo magnetico ci proteggono dalla maggior parte dei raggi cosmici a bassa energia. E sebbene ce ne siano migliaia che passano attraverso i nostri corpi ogni minuto, a livello del mare la radiazione cosmica è solo un po 'della radiazione naturale di fondo.Dato che c'è meno protezione in alta quota, gli equipaggi di volo sono esposti a un po 'più di radiazioni.

Nello spazio, sia gli astronauti che l'elettronica sono a rischio di questa radiazione se il Sole è attivo. Non c'erano attività solari importanti per le missioni Apollo. Eppure i membri dell'equipaggio dell'Apollo 11 furono le prime persone a vedere lampi casuali, anche quando i loro occhi erano chiusi. Questi erano raggi cosmici. E pensa agli astronauti in una missione su Marte con equipaggio. Sarebbero a lungo nello spazio profondo, ma proteggere gli umani e l'elettronica dai raggi cosmici e dalle radiazioni ad alta energia è un problema che non è stato ancora risolto.

Istruzioni Video: How cosmic rays help us understand the universe - Veronica Bindi (Potrebbe 2024).