Касмічныя прамяні
Касмічныя прамяні — зараджаныя часціцы высокіх энергій з касмічнай прасторы. Амаль 90 % ад агульнай колькасці часціц складаюць пратоны, 9 % — ядры гелію (альфа-часціцы) і каля 1 % — электроны (бэта-мінус часціцы). Слова «прамяні» у назве з’явы не варта ўспрымаць літаральна, паколькі часціцы трапляюць у атмасферу Зямлі асобна, а не ў выглядзе накіраванага пучка часціц або прамяня. Назва паходзіць ад часу адкрыцця з’явы і ёсць больш данінай гісторыі, чым апісаннем сутнасці з’явы.
Наяўнасць часціц з рознымі энергіямі адлюстроўвае разнастайнасць крыніц гэтых часціц. Паходжанне часціц вар’іруецца ад энергетычных працэсаў у нетрах Сонца да яшчэ досыць не высветленых механізмаў у самых аддаленых кутках бачнага Сусвету. Касмічныя прамяні могуць дасягаць энергій вышэй 1020 эВ, што значна перавышае магчымасці цяперашніх зямных паскаральнікаў часціц, у якіх можна надаць часціцы кінетычную энергію толькі парадку 1012−1013 эВ (гл. Касмічныя прамяні звышвысокіх энергій для апісання рэгістрацыі часціцы з энергіяй каля 50 Дж, што эквівалентна тэнісным мячы разагнаным да хуткасці 42 м/с). Плануецца даследаваць часціцы нават з вялікімі энергіямі.
Склад
[правіць | правіць зыходнік]
Можна вылучыць дзве вялікія катэгорыі касмічных промняў: першасныя і другасныя. Касмічныя прамяні ад пазасонечных астрафізічнай крыніц з’яўляюцца першаснымі касмічнымі прамянямі і могуць узаемадзейнічаць з матэрыяй міжзоркавга асяроддзя і ўтвараць другасныя касмічныя прамяні. Сонца таксама вырабляе касмічныя промні малых энергій пераважна падчас сонечных выбліскаў. Дакладны склад першасных касмічных прамянёў, па-за атмасферай Зямлі, залежыць ад дыяпазону назіранага энергетычнага спектру. Увогуле, амаль 90 % усіх касмічных промняў, якія паступаюць, складаюць пратоны, каля 9 % ядраў гелія (альфа-часціцы) і каля 1 % — электроны. Рэшту складаюць іншыя цяжкія ядры, якія з’яўляюцца прадуктамі зорных рэакцый ядзернага сінтэзу. Другасныя касмічныя промні складаюцца з лёгкіх ядраў, якія не з’яўляюцца прадуктамі жыццядзейнасці зрок, але з’яўляецца вынікам Вялікага Выбуху, гэта пераважна літый, берылій і бор. Гэтых лёгкіх ядраў значна большае ўтрыманне ў касмічных промнях (суадносіны прыкладна 1:100 часціц), чым у сонечнай атмасферы, дзе іх змест складае каля 10−7 ўтрымання ядраў гелія.
Гэтыя адрозненні ў змесце з’яўляюцца следствам працэсаў фармавання другасных касмічных промняў. Пры ўзаемадзеянні цяжкіх ядраў першасных касмічных промняў, напрыклад, ядраў вугляроду і кіслароду, з матэрыяй міжзоркавай асяроддзя, яны распадаюцца на больш лёгкія ядры (у так званым працэсе распаду касмічных прамянёў), літый, берылій і бор. Назіранні паказваюць, што энергетычныя спектры літыя, берылію і бору прыходзяць некалькі строме, чым спектры вугляроду і кіслароду, што ўказвае на тое, што распад ядраў з большай энергіяй здараецца радзей, верагодна з прычыны іх выхаду з-пад дзеяння галактычнага магнітнага поля. Распад уплывае таксама і на ўтрыманне Sc, Ti, V і Mn ў касмічных промнях, якія прадукуюцца сутыкненнямі ядраў жалеза і нікеля з матэрыяй міжзоркавага асяроддзя.
У мінулым лічылася, што касмічныя промні захоўваюць свой паток сталым. Нядаўнія ж даследаванні далі доказы 1,5-2 тысячагадовых зменаў у патоку касмічных прамянёў на працягу апошніх сарака тысяч гадоў.
Касмічныя прамяні на зямной паверхні
[правіць | правіць зыходнік]Касмічныя прамяні адхіляюцца ў магнітным полі Зямлі. Іх інтэнсіўнасць залежыць ад шыраты. Асабліва гэты эфект выяўляецца ў экватарыяльных абласцях, дзе магнітнае поле перашкаджае пранікненню касмічных промняў значна мацней, чым каля палюсоў. Акрамя таго, пазітыўна зараджаныя часціцы адхіляюцца на ўсход, а негатыўна зараджаныя часціцы адхіляюцца на захад.
Інтэнсіўнасць касмічных промняў узмацняецца з вышынёй, дасягаючы максімуму прыкладна на вышыні 20-25 км. За межамі зямной атмасферы існуюць вобласці з падвышанай інтэнсіўнасцю касмічных промняў, называюцца радыяцыйнымі паясамі Ван Алена.
Гісторыя
[правіць | правіць зыходнік]Існаванне касмічных прамянёў даказаў у 1912 Віктар Франц Гес, падняўшы тры электрометры на паветраным шары на вышыню 5300 м. Чатырохразовае павелічэнне хуткасці разрадкі электрометра паказала крыніцу выпраменьвання. Паколькі вопыт праводзіўся падчас зацьмення Сонца, яно не магло быць крыніцай выпраменьвання, такім чынам Гес зрабіў выснову пра існаванне ў космасе промняў, якія маюць вялікую іанізацыйную здольнасць. За гэтыя даследаванні Віктар Гес атрымаў у 1936 Нобелеўскую прэмію па фізіцы.