ABC of Astronomy - C dành cho tia vũ trụ

• Có Thể 6, 2024

Các tia vũ trụ đến từ ngoài vũ trụ, và khoảng ba mươi trong số chúng xuyên qua cơ thể bạn mỗi giây. Chúng gây nguy hiểm lớn cho các sứ mệnh có người lái lên Sao Hỏa, có thể làm hỏng thiết bị điện tử và khiến các phi hành gia Apollo nhìn thấy những tia sáng trong bóng tối, ngay cả khi nhắm mắt. Một số không phải vũ trụ, không có tia sáng, và một số dường như là không thể. Họ là ai và họ đến từ đâu?

Tại sao tia vũ trụ?
Các tia vũ trụ được phát hiện vào đầu thế kỷ XX, và trong một thời gian, các nhà khoa học nghĩ rằng chúng là một loại bức xạ điện từ như ánh sáng nhìn thấy hoặc tia X. Mặt trời là một nguồn có thể rõ ràng, nhưng các tia tới từ mọi hướng. Do đó, họ được đặt tên là rộng mênh mông bởi vì chúng dường như đến từ ngoài Hệ mặt trời.

Tuy nhiên, tia Tia, hóa ra là các hạt tích điện vô hình, có năng lượng cao - các bộ phận của nguyên tử. Có một lượng nhỏ electron, nhưng hầu hết các tia vũ trụ (89%) là proton, khoảng 10% là hạt nhân của các nguyên tử helium và 1% là hạt nhân của các nguyên tử nặng hơn, thậm chí bao gồm cả uranium. Vì chúng là các hạt tích điện, từ trường trong không gian ảnh hưởng đến chúng, vì vậy chúng ta không thể tìm thấy nguồn gốc của chúng bằng cách lần theo dấu vết của chúng.

Một số hạt đến từ Mặt trời, nhưng có rất nhiều từ bên ngoài Hệ Mặt trời. Ngoài ra còn có các tia vũ trụ được tạo ra khi những năng lượng mạnh hơn xâm nhập vào bầu khí quyển của Trái đất và va chạm với các phân tử không khí. Những va chạm này tạo ra các hạt hạ nguyên tử, do đó có những va chạm tiếp theo, tạo ra một trận mưa không khí của các tia vũ trụ thứ cấp.

Vôn điện tử (eV)
Các nhà khoa học đo năng lượng của các hạt nguyên tử trong vôn điện tử (eV). Một volt điện tử là năng lượng mà một điện tử sẽ nhận được từ pin 1 volt. Đó không phải là nhiều. Mặc dù các tia vũ trụ chỉ là những mảnh nguyên tử, chúng đang di chuyển với tốc độ rất cao, vì vậy chúng có nhiều năng lượng hơn bạn nghĩ từ khối lượng nhỏ bé. Do đó, chúng tôi sử dụng các đơn vị lớn hơn như điện tử cực lớn (MeV), là một triệu volt điện tử và volt điện tử giga (GeV), là một tỷ volt điện tử.

Các loại tia vũ trụ
Có rất nhiều điều mà chúng ta vẫn chưa hiểu về các tia vũ trụ, vì vậy việc phân loại chúng là hơi thô và sẵn sàng. Dưới đây là bốn loại phổ biến:

Tia vũ trụ mặt trời
Tia vũ trụ mặt trời là các hạt từ Mặt trời được gia tốc bởi các sự kiện mặt trời tạo ra xuất tinh hàng loạt. Trong một khối phóng điện khối hạt, các hạt tích điện được phóng ra từ Mặt trời với tốc độ cao. Các tia vũ trụ mặt trời ít năng lượng hơn các tia ngoài Hệ Mặt trời, tuy nhiên chúng có thể làm hỏng các thiết bị điện tử của vệ tinh và gây nguy hiểm cho các phi hành gia. Một số được đưa xuống các đường sức từ của Trái đất ở hai cực và kích hoạt màn hình cực quang.

Tia vũ trụ thiên hà
Các gió trời là một huyết tương - một loại khí là hỗn hợp của các hạt tích điện - thổi từ Mặt trời vào sâu trong Hệ Mặt trời. Lực đẩy ra bên ngoài của nó làm giảm số lượng các tia vũ trụ đi vào Hệ Mặt trời bên trong. Tuy nhiên, những cái đến thường có năng lượng từ 100 MeV đến 10 GeV. Chúng di chuyển với tốc độ từ 45% đến 99,6% tốc độ ánh sáng.

Hầu hết các tia vũ trụ thiên hà đến từ những nơi khác trong Dải Ngân hà. Họ đã xoắn và rẽ một cách say sưa qua từ trường thiên hà. Có bằng chứng mạnh mẽ cho thấy chúng được tăng tốc bởi sóng xung kích từ vụ nổ siêu tân tinh.

Tia vũ trụ năng lượng cực cao (UHE)
Loại cuối cùng là hiếm nhất và bí ẩn nhất. Họ có những thứ dường như là năng lượng cao không tưởng, và Hạt Oh-My-God là đáng kinh ngạc nhất trong tất cả. Nó được phát hiện ở Utah vào năm 1991, du hành ở nơi thì thầm trong tốc độ ánh sáng. Năng lượng của nó được tính toán vào khoảng ba mươi triệu nghìn tỷ volt.

Điều gì trong khu vực thiên hà có thể tăng tốc một hạt đến tốc độ như vậy? Sáp nhập lỗ đen? Va chạm thiên hà? Không ai biết, nhưng họ biết rằng một siêu tân tinh không có đủ năng lượng để thực hiện công việc, mặc dù nó giải phóng nhiều năng lượng như toàn bộ thiên hà.

Cho đến nay các nhà thiên văn học không tìm thấy bất cứ thứ gì trong các thiên hà gần đó có vẻ như là ứng cử viên. Nhưng còn một thiên hà xa, rất xa thì sao? Chúng tôi không nghĩ vậy. Không nên đến từ hơn 30 triệu năm ánh sáng mà vẫn có rất nhiều năng lượng. Hạt sẽ tương tác với bức xạ nền vũ trụ và mất năng lượng trước khi nó đến với chúng ta. Bức xạ nền là tàn dư năng lượng của Vụ nổ lớn lấp đầy Vũ trụ.

Nguy cơ của tia vũ trụ
Bầu khí quyển và từ trường của Trái đất bảo vệ chúng ta khỏi hầu hết các tia vũ trụ năng lượng thấp. Và mặc dù có hàng ngàn người đi qua cơ thể chúng ta mỗi phút, nhưng bức xạ vũ trụ ở mực nước biển chỉ là một vài phần trăm của bức xạ nền tự nhiên.Vì có ít sự bảo vệ hơn ở độ cao lớn, phi hành đoàn chuyến bay phải chịu nhiều bức xạ hơn.

Trong không gian, cả phi hành gia và thiết bị điện tử đều có nguy cơ bị bức xạ này nếu Mặt trời hoạt động. Không có bất kỳ hoạt động năng lượng mặt trời lớn nào cho các nhiệm vụ Apollo. Tuy nhiên, các thành viên phi hành đoàn Apollo 11 là những người đầu tiên nhìn thấy những tia sáng ngẫu nhiên, ngay cả khi nhắm mắt. Đây là những tia vũ trụ. Và nghĩ về các phi hành gia trong một nhiệm vụ sao Hỏa có người lái. Chúng sẽ ở trong không gian sâu trong một thời gian dài, nhưng che chắn cho con người và thiết bị điện tử chống lại các tia vũ trụ và bức xạ năng lượng cao là một vấn đề chưa được giải quyết.

Video HướNg DẫN: Naked Eye Observations: Crash Course Astronomy #2 (Có Thể 2024).