Når vi taler om universet og de komponenter, der udgør det, taler vi normalt om kosmisk stråling. Det er en type energi, der rejser gennem rummet. Den findes i næsten alle hjørner af universet og har en noget speciel sammensætning.
I denne artikel vil vi fortælle dig, hvad kosmisk stråling er, dens betydning, sammensætning og meget mere.
Hvad er kosmisk stråling
Kosmisk stråling er en form for energi, der rejser gennem rummet fra alle retninger i universet. Denne stråling er sammensat af subatomære partikler, hovedsageligt højenergi-protoner og elektroner, der bevæger sig med hastigheder tæt på lysets hastighed. Disse partikler kommer fra forskellige kosmiske kilder, såsom stjerner, supernovaeksplosioner og sorte huller.
En af de vigtigste kilder til kosmisk stråling er Solen. Solen udsender ladede partikler, kendt som solvind, som rejser gennem rummet og når Jorden. Kosmisk stråling kommer dog ikke kun fra Solen, men også fra andre stjerner og fjerne himmellegemer. Disse partikler rejser tusindvis af lysår gennem rummet, før de når os.
Da disse højenergipartikler kolliderer med Jordens atmosfære, interagerer de med luftmolekyler og skaber en kaskade af sekundære partikler. Disse sekundære partikler er dem, der i sidste ende når jordens overflade, hvor de kan detekteres af følsomme instrumenter. Kosmisk stråling er en naturlig del af rummet og det terrestriske miljø, og i små mængder, ikke udgør en væsentlig risiko for mennesker. Men i visse scenarier, såsom langvarig rumflyvning eller eksponering i store højder, kan astronauter og flypassagerer blive udsat for højere niveauer af stråling end på Jordens overflade. Af denne grund overvåges og overvejes det i planlægning af rummissioner og i luftfartsindustrien.
sammensætning
Kosmisk stråling består af energiske ioniserede atomkerner, der rejse gennem rummet med en hastighed meget tæt på lysets hastighed (ca. 300.000 km/s). Det faktum, at de er ioniseret, tyder på, at de har fået en elektrisk ladning som følge af at de er blevet frataget elektroner, men underligt nok er disse kerner lavet af det samme materiale, som gør os og alt omkring os.
De kerner, der udgør kosmiske stråler, er fordelt på en anden måde end det stof, der giver os form. Brint og helium er meget mere rigeligt i solsystemet end i kosmiske stråler og andre tungere grundstoffer, såsom lithium, beryllium eller bor, de er 10.000 gange mere rigelige i kosmisk stråling. Denne variation i sammensætning gør at studere kosmisk stråling og dens karakteristika afgørende for bedre at forstå universet omkring os. For at lære mere om forbindelsen af stråling med kosmos, kan du konsultere Denne artikel om det kosmiske web.
En af de vigtigste egenskaber ved kosmisk stråling er dens i det væsentlige perfekte isotropi. Denne parameter afspejler, at lynet slår ned med samme frekvens fra alle retninger, hvilket betyder, at de mange kilder, der er i stand til at producere dem, skal eksistere samtidig.
Oprindelsen af kosmisk stråling
Kosmiske stråler var ikke en direkte konsekvens af Big Bang. Under den første fase af universets dannelse, som begyndte for omkring 13.800 milliarder år siden, få atomkerner tungere end brint og helium blev produceret. De er de mest udbredte, ledsaget af kun små mængder lithium og beryllium, en fordeling, der, som vi har set, ikke falder sammen med atomkernerne, der udgør kosmiske stråler.
En betydelig del af den stråling, der trænger ind i Jordens atmosfære, kommer fra Solen, som er kendt for at være den nærmeste stjerne. Det er dog på ingen måde den eneste kilde til ekstern stråling, der når Jorden. De fleste af de kosmiske stråler, vi modtager, kommer uden for vores solsystem fra andre stjerner. De rejser gennem rummet med enorm energi, indtil de kolliderer med atomer i de øverste lag af Jordens atmosfære.
De kemiske grundstoffer, der udgør almindeligt stof og os selv, syntetiseres i stjernernes kerne. Hvis du vil vide præcis, hvordan denne proces fungerer, kan du tjekke vores dedikerede artikel, men for nu skal du bare huske, at omkring 70% af dens masse er brint, 24% til 26% helium, og 4% til 6% er en kombination af kemiske grundstoffer tungere end helium. Denne information er afgørende for at forstå sammensætningen af de kerner, der danner kosmisk stråling.
Skyen af støv og gas, der danner en stjerne gennem gravitationssammentrækning, stiger i temperatur, indtil atomovnen antændes, og de første fusionsreaktioner begynder i dens kerne. Denne proces gør det muligt for stjernen at frigive energi og producere grundstoffer, der er tungere end brint og helium. Da stjernen løber tør for brændstof, justerer den sig for at opretholde hydrostatisk ligevægt.
Denne egenskab holder stjernen stabil i det meste af dens aktive liv, da gravitationssammentrækning "trækker" stjernens materiale indad, balanceret af gastryk og stråling udsendt af stjernen. Stjernerne "trækker" noget, selvom deres brændstof ikke er evigt. Denne stjernedynamik er det, der i sidste ende giver anledning til den kosmiske stråling, der påvirker os.
jorden beskytter os
Vores planet har to meget værdifulde skjolde, der beskytter os mod solstråling og kosmisk stråling ud over vores solsystems grænser: atmosfæren og jordens magnetfelt. Sidstnævnte strækker sig fra Jordens kerne ud over ionosfæren og danner et område kendt som magnetosfæren, i stand til at afbøje ladede partikler mod Jordens magnetiske poler. Denne mekanisme beskytter os i høj grad mod solvinden og kosmiske stråler.
Det forhindrer dog ikke nogle højenergikerner i at kollidere med molekyler i de yderste lag af atmosfæren, hvilket skaber byger af mindre farlige partikler med lavere energi, der lejlighedsvis når jordskorpen. Derfor spiller atmosfæren også en meget vigtig beskyttende rolle, som du kan læse i vores artikel om atmosfærens lag og funktioner.
Jeg håber, at du med denne information kan lære mere om, hvad kosmisk stråling er, dens oprindelse og meget mere.
