ABC of Astronomy - C สำหรับรังสีเอกซ์
รังสีคอสมิคมาจากอวกาศและมีประมาณสามสิบดวงที่แผ่ผ่านร่างกายของคุณทุกวินาที พวกเขาก่อให้เกิดอันตรายอย่างมากสำหรับการปฏิบัติภารกิจประจำที่ดาวอังคารสามารถสร้างความเสียหายให้กับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และทำให้นักบินอวกาศอพอลโลเห็นประกายไฟในที่มืดแม้จะหลับตา บางคนไม่ใช่จักรวาลไม่มีรังสีและบางคนดูเหมือนจะเป็นไปไม่ได้ พวกเขาคืออะไรและมาจากไหน

ทำไมรังสีคอสมิก?
รังสีคอสมิก ถูกค้นพบในช่วงต้นศตวรรษที่ยี่สิบและบางครั้งนักวิทยาศาสตร์คิดว่าพวกเขาเป็นรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าเช่นแสงที่มองเห็นหรือรังสีเอกซ์ ดวงอาทิตย์เป็นแหล่งที่เห็นได้ชัด แต่รังสีมาจากทุกทิศทาง พวกเขาจึงขนานนามว่า เกี่ยวกับจักรวาล เพราะพวกมันดูเหมือนมาจากนอกระบบสุริยะ

อย่างไรก็ตาม“ รังสี” กลับกลายเป็นว่ามองไม่เห็นอนุภาคที่มีประจุซึ่งมีพลังสูง - เป็นส่วนหนึ่งของอะตอม อิเล็กตรอนมีจำนวนน้อย แต่รังสีคอสมิคส่วนใหญ่ (89%) เป็นโปรตอนประมาณ 10% เป็นนิวเคลียสของอะตอมฮีเลียมและ 1% เป็นนิวเคลียสของอะตอมที่หนักกว่ารวมถึงยูเรเนียมด้วย เนื่องจากพวกมันมีประจุอนุภาคสนามแม่เหล็กในอวกาศจึงส่งผลต่อพวกมันดังนั้นเราจึงไม่สามารถหาต้นกำเนิดของมันได้โดยการติดตามเส้นทางของมันไปทางด้านหลัง

อนุภาคบางอย่างมาจากดวงอาทิตย์ แต่มีมากมายจากนอกระบบสุริยะ นอกจากนี้ยังมีรังสีคอสมิกที่สร้างขึ้นเมื่อมีพลังมากขึ้นเข้าสู่ชั้นบรรยากาศของโลกและชนกับโมเลกุลของอากาศ การชนเหล่านี้ทำให้เกิดอนุภาคย่อยของอะตอมซึ่งจะมีการชนกันมากขึ้นทำให้เกิดห้องอาบน้ำในอากาศของรังสีคอสมิกชั้นที่สอง

อิเล็กตรอนโวลต์ (eV)
นักวิทยาศาสตร์วัดพลังงานของอนุภาคอะตอมใน อิเล็กตรอนโวลต์ (eV). อิเล็กตรอนโวลต์เป็นพลังงานที่อิเล็กตรอนจะได้รับจากแบตเตอรี่ขนาด 1 โวลต์ นั่นไม่มาก แม้ว่ารังสีคอสมิกเป็นเพียงส่วนหนึ่งของอะตอมพวกมันเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงมากดังนั้นพวกมันจึงมีพลังงานมากกว่าที่คุณคิดจากมวลขนาดเล็ก ดังนั้นเราจึงใช้หน่วยที่ใหญ่กว่าเช่นโวลต์อิเล็กตรอนขนาดใหญ่ (MeV) ซึ่งเป็นโวลต์อิเล็กตรอนหนึ่งล้านและโวลต์ Giga อิเล็กตรอน (GeV) ซึ่งเป็นโวลต์อิเล็กตรอนพันล้าน

ประเภทของรังสีคอสมิก
มีหลายอย่างที่เรายังไม่เข้าใจเกี่ยวกับรังสีคอสมิคดังนั้นการจำแนกพวกมันจึงค่อนข้างหยาบและพร้อม นี่คือสี่ประเภททั่วไป:

รังสีคอสมิกจากแสงอาทิตย์
รังสีคอสมิกจากดวงอาทิตย์เป็นอนุภาคจากดวงอาทิตย์ที่ถูกเร่งด้วยเหตุการณ์แสงอาทิตย์ที่เกิดขึ้น การดีดตัวของมวลแบบโคโรนา. ในการปลดปล่อยมวลโมเลกุลที่มีประจุจะถูกเหวี่ยงออกจากดวงอาทิตย์ด้วยความเร็วสูง รังสีคอสมิกจากดวงอาทิตย์มีพลังน้อยกว่าจากนอกระบบสุริยะ แต่ก็สามารถสร้างความเสียหายต่ออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ของดาวเทียมและนักบินอวกาศที่เป็นอันตราย บางส่วนถูกส่งลงสนามแม่เหล็กของโลกที่ขั้วและกระตุ้นการแสดงแสง

รังสีคอสมิกกาแลคซี
ลมสุริยะ คือ พลาสมา - ก๊าซซึ่งเป็นส่วนผสมของอนุภาคที่มีประจุ - พัดจากดวงอาทิตย์เข้าสู่ความลึกของระบบสุริยะ การผลักออกไปด้านนอกช่วยลดจำนวนรังสีคอสมิคที่เข้าสู่ระบบสุริยะชั้นใน อย่างไรก็ตามโดยทั่วไปที่มาถึงจะมีพลังงานระหว่าง 100 MeV และ 10 GeV พวกเขาเดินทางด้วยความเร็วระหว่าง 45% ถึง 99.6% ของความเร็วแสง

รังสีคอสมิกกาแลคซีส่วนใหญ่มาจากที่อื่นในทางช้างเผือก พวกเขาบิดและหันไปทางเมาน์เทนผ่านสนามแม่เหล็กกาแลคซี มีหลักฐานที่ชัดเจนว่าพวกมันถูกเร่งด้วยคลื่นกระแทกจากการระเบิดของซุปเปอร์โนวา

รังสีคอสมิกพลังงานสูงมาก (UHE)
ประเภทสุดท้ายคือหายากและลึกลับที่สุด พวกเขามีสิ่งที่ดูเหมือนจะเป็นพลังงานที่สูงเป็นไปไม่ได้และ อนุภาคโอ้พระเจ้าของฉัน เป็นสิ่งที่น่าประหลาดใจที่สุดของทั้งหมด มันถูกตรวจพบในยูทาห์ในปี 1991 เดินทางไปที่สิ่งที่อยู่ภายในกระซิบของความเร็วแสง พลังงานถูกคำนวณที่โวลต์ของอิเล็กตรอนประมาณสามสิบล้านล้านล้านโวลต์

มีอะไรในละแวกกาแล็คซี่ที่สามารถเร่งอนุภาคให้มีความเร็วเช่นนี้? ผสานหลุมดำ? ชนกาแลคซี? ไม่มีใครรู้ แต่พวกเขารู้ว่าซูเปอร์โนวามีพลังงานไม่เพียงพอที่จะทำงานแม้ว่ามันจะปลดปล่อยพลังงานมากเท่ากับกาแลคซีทั้งหมด

จนถึงตอนนี้นักดาราศาสตร์ยังไม่พบอะไรเลยในกาแลคซีใกล้เคียงที่ดูเหมือนว่ามีผู้สมัคร แต่กาแลคซีไกลออกไปไกลแค่ไหน? เราไม่คิดอย่างนั้น มันเป็นไปไม่ได้ที่จะมาจากระยะไกลกว่า 30 ล้านปีแสงและยังคงมีพลังงานมาก อนุภาคจะมีปฏิสัมพันธ์กับรังสีพื้นหลังของจักรวาลและสูญเสียพลังงานก่อนที่มันจะมาถึงเรา รังสีพื้นหลังเป็นส่วนที่เหลือของพลังงานของบิกแบงที่เติมจักรวาล

อันตรายจากรังสีคอสมิก
ชั้นบรรยากาศของโลกและสนามแม่เหล็กปกป้องเราจากรังสีคอสมิคพลังงานต่ำที่สุด และแม้ว่าจะมีหลายพันคนที่ผ่านร่างกายของเราทุกนาทีในระดับน้ำทะเลรังสีคอสมิกเป็นเพียงไม่กี่เปอร์เซ็นต์ของรังสีพื้นหลังตามธรรมชาติเนื่องจากมีการป้องกันที่ระดับความสูงน้อยกว่าลูกเรือเที่ยวบินจึงได้รับรังสีค่อนข้างมาก

ในอวกาศทั้งนักบินอวกาศและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์มีความเสี่ยงจากรังสีนี้หากดวงอาทิตย์มีการใช้งาน ไม่มีกิจกรรมพลังงานแสงอาทิตย์ที่สำคัญสำหรับภารกิจ Apollo แต่สมาชิกลูกเรือของ Apollo 11 เป็นคนแรกที่เห็นแสงแฟลชแบบสุ่มแม้ในขณะที่หลับตา นี่คือรังสีคอสมิก และคิดเกี่ยวกับนักบินอวกาศในภารกิจดาวอังคารที่บรรจุคน พวกเขาจะอยู่ในห้วงอวกาศเป็นเวลานาน แต่การป้องกันมนุษย์และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จากรังสีคอสมิกและรังสีพลังงานสูงเป็นปัญหาที่ยังไม่ได้รับการแก้ไข