Rayos cósmicos

Los rayos cósmicos suenan como una especie de amenaza de ciencia ficción del espacio exterior. Resulta que en cantidades suficientemente altas, lo son. Por otro lado, los rayos cósmicos pasan a través de nosotros todos los días sin hacer mucho (si es que hay algún daño). Entonces, ¿cuáles son estas misteriosas piezas de energía cósmica??

Definición de rayos cósmicos

El término & amp; quot; cósmico ray & amp; quot; se refiere a partículas de alta velocidad que viajan por el universo. Ellos y amp; apos; están en todas partes. Es muy probable que los rayos cósmicos hayan pasado por el cuerpo de todos y amp; apos; en algún momento u otro, particularmente si viven a gran altitud o han volado en un avión. La Tierra está bien protegida contra todos menos el más enérgico de estos rayos, por lo que no representan un peligro para nosotros en nuestra vida cotidiana.

Los rayos cósmicos proporcionan pistas fascinantes sobre objetos y eventos en otras partes del universo, como la muerte de estrellas masivas (llamadas explosiones de supernovas y amp; nbsp; amp;) y la actividad en el Sol, por lo que los astrónomos las estudian usando globos de gran altitud y espacio. instrumentos basados. Esa investigación está proporcionando una nueva visión emocionante de los orígenes y la evolución de las estrellas y galaxias en el universo.& amp; amp; nbsp;

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Los rayos cósmicos provienen de explosiones de supernovas, entre otros procesos en el universo. Esta es una imagen combinada de infrarrojos y rayos X de un remanente de supernova llamado W44. Varios telescopios lo miraron para obtener la imagen. Cuando la estrella que creó esta escena explotó, envió rayos cósmicos y otras partículas de alta energía, así como radio, infrarrojos, rayos X, ultravioleta y luz visible. NASA / CXC y NASA / JPL-CalTech

¿Qué son los rayos cósmicos??

Los rayos cósmicos son partículas cargadas de energía extremadamente alta (generalmente protones) que se mueven casi a la velocidad de la luz. Algunos provienen del Sol (en forma de partículas energéticas solares), mientras que otros son expulsados de explosiones de supernovas y otros eventos energéticos en el espacio interestelar (e intergaláctico).& amp; amp; nbsp; cuando los rayos cósmicos chocan con la atmósfera de Earth & amp; apos; s, producen lluvias de lo que se llama & amp; quot; partículas secundarias & amp; quot ;.

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Historia de los estudios de rayos cósmicos

La existencia de rayos cósmicos se conoce desde hace más de un siglo. Fueron encontrados por primera vez por el físico Victor Hess. Lanzó electrómetros de alta precisión a bordo de globos meteorológicos en 1912 para medir la tasa de ionización de los átomos (es decir, qué tan rápido y con qué frecuencia se energizan los átomos) en las capas superiores de la atmósfera de la Tierra y los ápos. Lo que descubrió fue que la tasa de ionización era mucho mayor cuanto mayor es su aumento en la atmósfera & amp; # x2014; un descubrimiento por el cual luego ganó el Premio Nobel.

Esto voló frente a la sabiduría convencional. Su primer instinto sobre cómo explicar esto fue que algún fenómeno solar estaba creando este efecto. Sin embargo, Después de repetir sus experimentos durante un eclipse casi solar, obtuvo los mismos resultados, descartando efectivamente cualquier origen solar para, Por lo tanto, concluyó que debe haber algún campo eléctrico intrínseco en la atmósfera creando la ionización observada, aunque no podía deducir cuál sería la fuente del campo.

Pasó más de una década después, antes de que el físico Robert Millikan pudiera demostrar que el campo eléctrico en la atmósfera observado por Hess era en cambio un flujo de fotones y electrones.Llamó a este fenómeno & amp; quot; rayos cósmicos & amp; quot; y fluyeron a través de nuestra atmósfera. También determinó que estas partículas eran & amp; apos; t de la Tierra o del entorno cercano a la Tierra, sino que provenían del espacio profundo. El siguiente desafío fue descubrir qué procesos u objetos podrían haber estado creándolos.& amp; amp; nbsp;

Estudios en curso de propiedades de rayos cósmicos

Desde entonces, los científicos han seguido utilizando globos de alto vuelo para superar la atmósfera y probar más de estas partículas de alta velocidad. La región sobre Antártica en el polo sur es un lugar de lanzamiento favorito, y varias misiones han recopilado más información sobre los rayos cósmicos. Allí, la National Science Balloon Facility alberga varios vuelos cargados de instrumentos cada año. Los contadores de rayos cósmicos & amp; quot; llevan a medir la energía de los rayos cósmicos, así como sus direcciones e intensidades.

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Se puede usar un vuelo en globo de larga duración desde la Antártida para detectar rayos cósmicos.
NASA

The & amp; amp; nbsp; La Estación Espacial Internacional también contiene instrumentos que estudian las propiedades de los rayos cósmicos, incluido el experimento de Energética y Masa de Rayos Cósmicos (CREAM). Instalado en 2017, tiene una misión de tres años para recopilar la mayor cantidad de datos posible sobre estas partículas de rápido movimiento. CREAM en realidad comenzó como un experimento con globos, y voló siete veces entre 2004 y 2016.

Descubriendo las fuentes de rayos cósmicos

Debido a que los rayos cósmicos están compuestos de partículas cargadas, sus caminos pueden ser alterados por cualquier campo magnético con el que entre en contacto. Naturalmente, los objetos como estrellas y planetas tienen campos magnéticos, pero también existen campos magnéticos interestelares. Esto hace que predecir dónde (y qué tan fuertes) los campos magnéticos sean extremadamente difíciles. Y dado que estos campos magnéticos persisten en todo el espacio, aparecen en todas las direcciones. Por lo tanto, no es sorprendente que desde nuestro punto de vista aquí en la Tierra parezca que los rayos cósmicos no parecen llegar desde ningún punto en el espacio.

Determinar la fuente de los rayos cósmicos resultó difícil durante muchos años. Sin embargo, hay algunas suposiciones que se pueden suponer. En primer lugar, la naturaleza de los rayos cósmicos como partículas cargadas de energía extremadamente alta implicaba que son producidas por actividades bastante poderosas. Entonces, eventos como supernovas o regiones alrededor de agujeros negros parecían ser candidatos probables. The Sun & amp; amp; nbsp; emite algo similar a los rayos cósmicos en forma de partículas altamente energéticas.

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El Sol emite corrientes de partículas energizadas y rayos cósmicos.
Consorcio SOHO / Extreme Ultraviolet Imaging Telescope (EIT)

En 1949, el físico Enrico Fermi sugirió que los rayos cósmicos eran simplemente partículas aceleradas por campos magnéticos en las nubes de gas interestelares. Y, dado que necesita un campo bastante grande para crear los rayos cósmicos de mayor energía, los científicos comenzaron a considerar los restos de supernova (y otros objetos grandes en el espacio) como la fuente probable.& amp; amp; nbsp;

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Los rayos cósmicos podrían derivarse de eventos altamente energéticos en el universo distante, como actividades asociadas con los cuásares. Una mirada artística a cómo podría ser un cuásar distante temprano.
ESO / M. Kornmesser

En junio de 2008, la NASA lanzó un telescopio de rayos gamma & amp; nbsp; conocido como Fermi & amp; # x2014; llamado así por Enrico Fermi. Mientras que Fermi es un telescopio de rayos gamma, uno de sus principales objetivos científicos fue determinar los orígenes de los rayos cósmicos. Junto con otros estudios de rayos cósmicos por globos e instrumentos basados en el espacio, los astrónomos ahora buscan restos de supernovas, y objetos exóticos como agujeros negros supermasivos como fuentes de los rayos cósmicos más enérgicos detectados aquí en la Tierra.

Datos rápidos

• Los rayos cósmicos provienen de todo el universo y pueden ser generados por eventos como explosiones de supernovas.
• Las partículas de alta velocidad también se generan en otros eventos energéticos, como las actividades de cuásar.
• El Sol también envía rayos cósmicos en forma de partículas energéticas solares.
• Los rayos cósmicos se pueden detectar en la Tierra de varias maneras. Algunos museos tienen detectores de rayos cósmicos como exhibiciones.

Fuentes

• & amp; # x201C; Exposición de rayos cósmicos.& amp; # x201D; & amp; amp; nbsp; Radioactividad: Iodine 131 , www.radioactivity.eu.com/site/pages/Dose_Cosmic.htm.
• NASA , NASA, imagine.gsfc.nasa.gov/science/toolbox/cosmic_rays1.html.
• RSS , www.ep.ph.bham.ac.uk/general/outreach/SparkChamber/text2h.html.

Editado y actualizado por Carolyn Collins Petersen.

& amp; # x203A; Ciencias