Όταν μιλάμε για το σύμπαν και τα συστατικά που το αποτελούν, συνήθως μιλάμε για το κοσμική ακτινοβολία. Είναι ένα είδος ενέργειας που ταξιδεύει στο διάστημα. Βρίσκεται σχεδόν σε κάθε γωνιά του σύμπαντος και έχει μια κάπως ιδιαίτερη σύνθεση.
Σε αυτό το άρθρο θα σας πούμε τι είναι η κοσμική ακτινοβολία, τη σημασία, τη σύνθεσή της και πολλά άλλα.
Τι είναι η κοσμική ακτινοβολία
Η κοσμική ακτινοβολία είναι μια μορφή ενέργειας που ταξιδεύει στο διάστημα από όλες τις κατευθύνσεις του σύμπαντος. Αυτή η ακτινοβολία αποτελείται από υποατομικά σωματίδια, κυρίως πρωτόνια και ηλεκτρόνια υψηλής ενέργειας, που κινούνται με ταχύτητες κοντά στην ταχύτητα του φωτός. Αυτά τα σωματίδια προέρχονται από διάφορες κοσμικές πηγές, όπως αστέρια, εκρήξεις σουπερνόβα και μαύρες τρύπες.
Μία από τις πιο σημαντικές πηγές κοσμικής ακτινοβολίας είναι ο Ήλιος.Ο Ήλιος εκπέμπει φορτισμένα σωματίδια, γνωστά ως ηλιακός άνεμος, τα οποία ταξιδεύουν στο διάστημα και φτάνουν στη Γη. Ωστόσο, η κοσμική ακτινοβολία δεν προέρχεται μόνο από τον Ήλιο, αλλά και από άλλα αστέρια και μακρινά ουράνια αντικείμενα. Αυτά τα σωματίδια ταξιδεύουν χιλιάδες έτη φωτός στο διάστημα πριν φτάσουν σε εμάς.
Καθώς αυτά τα σωματίδια υψηλής ενέργειας συγκρούονται με την ατμόσφαιρα της Γης, αλληλεπιδρούν με τα μόρια του αέρα και δημιουργούν έναν καταρράκτη δευτερογενών σωματιδίων. Αυτά τα δευτερεύοντα σωματίδια είναι εκείνα που τελικά φτάνουν στην επιφάνεια της Γης, όπου μπορούν να ανιχνευθούν από ευαίσθητα όργανα. Η κοσμική ακτινοβολία είναι φυσικό μέρος του διαστήματος και του γήινου περιβάλλοντος και σε μικρές ποσότητες, δεν παρουσιάζει σημαντικό κίνδυνο για τον άνθρωπο. Ωστόσο, σε ορισμένα σενάρια, όπως παρατεταμένες διαστημικές πτήσεις ή έκθεση σε μεγάλα ύψη, οι αστροναύτες και οι επιβάτες αεροπλάνων μπορεί να εκτεθούν σε υψηλότερα επίπεδα ακτινοβολίας από ό,τι στην επιφάνεια της Γης. Για το λόγο αυτό, παρακολουθείται και εξετάζεται στο σχεδιασμό διαστημικών αποστολών και στην αεροπορική βιομηχανία.
σύνθεση
Η κοσμική ακτινοβολία αποτελείται από ενεργητικούς ιονισμένους ατομικούς πυρήνες που ταξιδεύουν στο διάστημα με ταχύτητα πολύ κοντά στην ταχύτητα του φωτός (περίπου 300.000 km/s). Το γεγονός ότι είναι ιονισμένοι υποδηλώνει ότι έχουν αποκτήσει ηλεκτρικό φορτίο ως αποτέλεσμα της στέρησης ηλεκτρονίων, αλλά παραδόξως, αυτοί οι πυρήνες είναι κατασκευασμένοι από το ίδιο υλικό που μας φτιάχνει και τα πάντα γύρω μας.
Οι πυρήνες που αποτελούν τις κοσμικές ακτίνες κατανέμονται με διαφορετικό τρόπο από την ύλη που μας δίνει σχήμα. Το υδρογόνο και το ήλιο είναι πολύ πιο άφθονο στο ηλιακό σύστημα από ότι στις κοσμικές ακτίνες και άλλα βαρύτερα στοιχεία, όπως το λίθιο, το βηρύλλιο ή το βόριο, είναι 10.000 φορές πιο άφθονα σε κοσμική ακτινοβολία. Αυτή η ποικιλία στη σύνθεση καθιστά τη μελέτη της κοσμικής ακτινοβολίας και των χαρακτηριστικών της απαραίτητη για την καλύτερη κατανόηση του σύμπαντος γύρω μας. Για να μάθετε περισσότερα σχετικά με τη σύνδεση της ακτινοβολίας με το σύμπαν, μπορείτε να συμβουλευτείτε Αυτό το άρθρο για τον κοσμικό ιστό.
Ένα από τα πιο σημαντικά χαρακτηριστικά της κοσμικής ακτινοβολίας είναι η ουσιαστικά τέλεια ισοτροπία της. Αυτή η παράμετρος αντανακλά ότι ο κεραυνός χτυπά με την ίδια συχνότητα από όλες τις κατευθύνσεις, πράγμα που σημαίνει ότι το πλήθος των πηγών που μπορούν να τους παράγουν πρέπει να συνυπάρχουν ταυτόχρονα.
Προέλευση της κοσμικής ακτινοβολίας
Οι κοσμικές ακτίνες δεν ήταν άμεση συνέπεια της Μεγάλης Έκρηξης. Κατά την πρώτη φάση του σχηματισμού του σύμπαντος, που ξεκίνησε πριν από περίπου 13.800 δισεκατομμύρια χρόνια, παρήχθησαν λίγοι ατομικοί πυρήνες βαρύτεροι από το υδρογόνο και το ήλιο. Είναι τα πιο άφθονα, συνοδεύονται από μικρές μόνο ποσότητες λιθίου και βηρυλλίου, κατανομή που, όπως είδαμε, δεν συμπίπτει με αυτή των ατομικών πυρήνων που αποτελούν τις κοσμικές ακτίνες.
Ένα σημαντικό μέρος της ακτινοβολίας που διαπερνά την ατμόσφαιρα της Γης προέρχεται από τον Ήλιο, ο οποίος είναι γνωστό ότι είναι το πλησιέστερο αστέρι. Ωστόσο, δεν είναι σε καμία περίπτωση η μόνη πηγή εξωτερικής ακτινοβολίας που φτάνει στη Γη. Οι περισσότερες από τις κοσμικές ακτίνες που λαμβάνουμε προέρχονται έξω από το ηλιακό μας σύστημα από άλλα αστέρια. Ταξιδεύουν στο διάστημα με τεράστια ενέργεια μέχρι να συγκρουστούν με άτομα στα ανώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας της Γης.
Τα χημικά στοιχεία που αποτελούν τη συνηθισμένη ύλη και εμάς τους ίδιους συντίθενται στους πυρήνες των άστρων. Αν θέλετε να μάθετε πώς ακριβώς λειτουργεί αυτή η διαδικασία, μπορείτε να δείτε το αφιερωμένο άρθρο μας, αλλά προς το παρόν να θυμάστε ότι περίπου το 70% της μάζας της είναι υδρογόνο, 24% έως 26% ήλιο και 4% έως 6% είναι ένας συνδυασμός χημικών στοιχείων βαρύτερων από το ήλιο. Αυτές οι πληροφορίες είναι απαραίτητες για την κατανόηση της σύνθεσης των πυρήνων που σχηματίζουν την κοσμική ακτινοβολία.
Το νέφος σκόνης και αερίου που σχηματίζει ένα αστέρι μέσω της βαρυτικής συστολής αυξάνεται σε θερμοκρασία μέχρι να αναφλεγεί ο πυρηνικός κλίβανος και να ξεκινήσουν οι πρώτες αντιδράσεις σύντηξης στον πυρήνα του. Αυτή η διαδικασία επιτρέπει στο αστέρι να απελευθερώσει ενέργεια και να παράγει στοιχεία βαρύτερα από το υδρογόνο και το ήλιο. Καθώς το αστέρι τελειώνει από καύσιμο, προσαρμόζεται ξανά για να διατηρήσει την υδροστατική ισορροπία.
Αυτή η ιδιότητα διατηρεί το αστέρι σταθερό για το μεγαλύτερο μέρος της ενεργού ζωής του, καθώς η βαρυτική συστολή «τραβάει» το υλικό του αστέρα προς τα μέσα, εξισορροπημένο από την πίεση αερίου και την ακτινοβολία που εκπέμπεται από το αστέρι. Τα αστέρια «τραβούν» την ύλη αν και το καύσιμο τους δεν είναι αιώνιο. Αυτή η αστρική δυναμική είναι που οδηγεί τελικά στην κοσμική ακτινοβολία που μας επηρεάζει.
η γη μας προστατεύει
Ο πλανήτης μας έχει δύο πολύτιμες ασπίδες που μας προστατεύουν από την ηλιακή ακτινοβολία και την κοσμική ακτινοβολία πέρα από τα όρια του ηλιακού μας συστήματος: την ατμόσφαιρα και το μαγνητικό πεδίο της Γης. Το τελευταίο εκτείνεται από τον πυρήνα της Γης πέρα από την ιονόσφαιρα, σχηματίζοντας μια περιοχή γνωστή ως μαγνητόσφαιρα, ικανό να εκτρέπει φορτισμένα σωματίδια προς τους μαγνητικούς πόλους της Γης. Αυτός ο μηχανισμός μας προστατεύει σε μεγάλο βαθμό από τον ηλιακό άνεμο και τις κοσμικές ακτίνες.
Ωστόσο, αυτό δεν εμποδίζει ορισμένους πυρήνες υψηλής ενέργειας να συγκρούονται με μόρια στα πιο εξωτερικά στρώματα της ατμόσφαιρας, δημιουργώντας βροχές από λιγότερο επικίνδυνα σωματίδια χαμηλότερης ενέργειας που περιστασιακά φτάνουν στον φλοιό της Γης. Αυτός είναι ο λόγος που η ατμόσφαιρα παίζει επίσης πολύ σημαντικό προστατευτικό ρόλο, όπως μπορείτε να διαβάσετε στο άρθρο μας σχετικά τα στρώματα και οι λειτουργίες της ατμόσφαιρας.
Ελπίζω ότι με αυτές τις πληροφορίες μπορείτε να μάθετε περισσότερα για το τι είναι η κοσμική ακτινοβολία, την προέλευσή της και πολλά άλλα.
