Космические лучи производят обширные потоки частиц, которые посылают на поверхность Земли каскад электронов, фотонов и мюонов.
После открытия излучения французским физиком Анри Беккерелем в 1896 году ученые полагали, что ионизация атмосферы (где электрон отделяется от молекулы воздуха) происходит только за счет радиоактивных элементов, обнаруженных в грунтовых породах, или из радиоактивных газов. Австрийский физик Виктор Гесс нашел дополнительный источник в 1912 году, когда он привязал три электрометра к воздушному шару и измерил атмосферную радиацию на высоте около 15 000 футов (4600 метров) во время полного солнечного затмения.
Первоначально физики полагали, что космические лучи - это гамма-лучи, высокоэнергетическое излучение, возникающее в результате радиоактивного распада. Однако в 1930-х годах эксперименты показали, что космические лучи в основном являются заряженными частицами. В 1937 году французский физик Пьер Оже (1899–1993) обнаружил, что обширные ливни частиц (называемые воздушными ливнями) возникают, когда космические лучи сталкиваются с частицами высоко в атмосфере, создавая каскад электронов, позитронов, фотонов, мюонов (частиц, похожих на электроны но в 200 раз массивнее) и других частиц, которые достигают поверхности Земли.
Он обнаружил, что скорость ионизации примерно в четыре раза выше, чем на уровне земли. Гесс мог объяснить варианты наблюдений только в том случае, если мощный источник излучения проникал в атмосферу сверху. Намного позже, в 1936 году, Гесс получил Нобелевскую премию по физике за открытие того, что мы сейчас называем космическими лучами.
В 1954 году члены группы космического рентгеновского излучения Росси Массачусетского технологического института в Кембридже сделали первые пробы сильных атмосферных ливней. Сеть детекторов обсерватории Гарвардского колледжа дала много данных о космических лучах и их уровнях энергии.
Сегодня в Аргентине обсерватория Пьера Оже ищет космические лучи чрезвычайно высоких энергий. Этот международный проект надеется включить северный компонент в юго-восточном Колорадо. Обнаруживаемые частицы обладают такой же энергией, как теннисный мяч, движущийся со скоростью 550 км / ч, упакованный в пространство одного протона. Физики прозвали их «О, боже мой, частицами».
Помимо обсерватории Оже, другие исследовательские проекты космических лучей включают проект массива телескопов в Университете Юты; МАРИАЧИ, проект Национального научного фонда, Университета Стоуни-Брук и Брукхейвенской национальной лаборатории; и детектор HESS II в Намибии.
Когда частицы, образующиеся в атмосферном ливне, распадаются, возникают три вида призрачных нейтрально-заряженных частиц, называемых нейтрино. Поскольку нейтрино так редко взаимодействуют с другими веществами, большинство из них проходят через Землю незамеченными. Но амбициозные проекты детекторов ищут нейтрино, порожденные ливнями космических лучей. В 1998 году детектор Супер-Камиоканде в Японии обнаружил свидетельства того, что один тип нейтрино превращается в другой «аромат». А детектор IceCube, заключенный в кубический километр льда на Южном полюсе, обнаружил свидетельства нейтрино чрезвычайно высоких энергий, исходящих из-за пределов Млечного Пути.
Изучая космические лучи в течение нескольких десятилетий, астрономы начали их понимать. Астрономы делят космические лучи на четыре основных типа. Первые - это лучи с низкой энергией, называемые аномальными космическими лучами. Вероятно, они возникают в гелиооболочке, на краю Солнечной системы, где солнечный ветер больше не действует. Астрономы считают, что аномальные космические лучи возникают, когда электрически нейтральные атомы в гелиооболочке ионизируются и ускоряются. Когда космический корабль «Вояджер-1» прошел из гелиооболочки в межзвездное пространство в 2012 году, он обнаружил значительно меньше аномальных космических лучей и огромное увеличение количества аномальных космических лучей за пределами Солнечной системы.
Второй тип, галактические космические лучи, втекает в Солнечную систему из других частей Млечного Пути. В начале 2013 года астрономы объявили о подтверждении того, что сверхновые звезды производят большинство космических лучей этого типа. После взрыва сверхновой частицы многократно отскакивают от запутанных магнитных полей внутри газового остатка и ускоряются в космические лучи. В какой-то критический момент они сбегают в галактику.
В-третьих, обильные космические лучи, исходящие от Солнца. Большинство из них - протоны, частицы с относительно низкими энергиями. Интенсивные магнитные поля на поверхности Солнца заряжают их энергией.
Последний вид - это космические лучи сверхвысоких энергий, изучаемые Обсерваторией Оже и другими проектами. К ним относятся частицы Oh-My-God. В 2017 году исследователи объявили убедительные доказательства того, что эти чрезвычайно мощные космические лучи исходят извне Млечного Пути; однако они не смогли указать конкретные источники. Исследователи надеются, что будущая группа черенковских телескопов, которая должна начать работу в 2022 году, поможет им лучше понять катастрофические события, которые породили эти чрезвычайно энергичные космические лучи.
--------------------------------------------------------------------------------------------
Интересно? Помоги каналу своим лайком и подпиской! А так-же ты всегда будешь в курсе того самого момента переселения или открытия новых видов жизни!
--------------------------------------------------------------------------------------------
Когда же наконец свершится космическое переселение? Оставь свое мнение в чате канала!
https://yandex.ru/chat/#/join/f712bb3f-6a46-457a-aec5-b80db7a99c1f
--------------------------------------------------------------------------------------------