ABC de la astronomía - C es para rayos cósmicos

• Abril 25, 2024

Los rayos cósmicos provienen del espacio exterior, y alrededor de treinta de ellos atraviesan su cuerpo cada segundo. Representan un gran peligro para las misiones tripuladas a Marte, pueden dañar la electrónica e hicieron que los astronautas del Apolo vean destellos en la oscuridad, incluso con los ojos cerrados. Algunos no son cósmicos, ninguno son rayos, y algunos parecen ser imposibles. ¿Qué son y de dónde vienen?

¿Por qué rayos cósmicos?
Rayos cósmicos fueron descubiertos a principios del siglo XX, y durante bastante tiempo los científicos pensaron que eran una especie de radiación electromagnética como la luz visible o los rayos X. El Sol era una fuente obvia posible, pero los rayos provenían de todas las direcciones. Por lo tanto, fueron doblados cósmico porque parecían provenir de más allá del Sistema Solar.

Sin embargo, los "rayos" resultaron ser partículas invisibles, altamente cargadas de energía, partes de átomos. Hay pequeñas cantidades de electrones, pero la mayoría de los rayos cósmicos (89%) son protones, aproximadamente el 10% son núcleos de átomos de helio y el 1% son núcleos de átomos más pesados, incluso el uranio. Como son partículas cargadas, los campos magnéticos en el espacio los afectan, por lo que no podemos encontrar sus orígenes al rastrear sus caminos hacia atrás.

Algunas de las partículas provienen del Sol, pero hay muchas de fuera del Sistema Solar. También hay rayos cósmicos creados cuando los más energéticos entran en la atmósfera de la Tierra y chocan con las moléculas de aire. Estas colisiones producen partículas subatómicas, que a su vez tienen colisiones adicionales, produciendo una lluvia de aire de rayos cósmicos secundarios.

Electrón voltios (eV)
Los científicos miden la energía de las partículas atómicas en electronvoltios (eV). Un electrón voltio es la energía que un electrón obtendría de una batería de 1 voltio. Eso no es mucho. A pesar de que los rayos cósmicos son solo piezas de átomos, se mueven a velocidades muy altas, por lo que tienen mucha más energía de la que se podría pensar en la pequeña masa. Por lo tanto, utilizamos unidades más grandes como megavoltios de electrones (MeV), que es un millón de voltios de electrones, y gigavoltios de electrones (GeV), que son mil millones de voltios de electrones.

Tipos de rayos cósmicos
Todavía hay muchas cosas que no entendemos acerca de los rayos cósmicos, por lo que clasificarlos es un poco tosco y listo. Aquí hay cuatro categorías comunes:

Rayos cósmicos solares
Los rayos cósmicos solares son partículas del Sol que son aceleradas por eventos solares que producen eyecciones de masa coronal. En una eyección de masa coronal, las partículas cargadas son expulsadas del Sol a alta velocidad. Los rayos cósmicos solares son menos energéticos que los del exterior del Sistema Solar, pero pueden dañar la electrónica de los satélites y poner en peligro a los astronautas. Algunos se canalizan por las líneas del campo magnético de la Tierra en los polos y activan pantallas aurorales.

Rayos cósmicos galácticos
los viento solar es un plasma - un gas que es una mezcla de partículas cargadas - que sopla desde el Sol hacia las profundidades del Sistema Solar. Su empuje hacia afuera reduce la cantidad de rayos cósmicos que ingresan al Sistema Solar interno. Sin embargo, los que llegan suelen tener energías entre 100 MeV y 10 GeV. Viajan a velocidades entre 45% y 99.6% de la velocidad de la luz.

La mayoría de los rayos cósmicos galácticos provienen de otras partes de la Vía Láctea. Se han retorcido y girado borrachos a través del campo magnético galáctico. Existe una fuerte evidencia de que son acelerados por las ondas de choque de las explosiones de supernovas.

Rayos cósmicos de ultra alta energía (UHE)
El último tipo es el más raro y misterioso. Tienen lo que parecen ser energías increíblemente altas, y el Partícula Oh Dios mío Es el más asombroso de todos. Fue detectado en Utah en 1991, viajando a lo que estaba dentro de un susurro de la velocidad de la luz. Su energía se calculó en alrededor de treinta millones de billones de electronvoltios.

¿Qué en el vecindario galáctico podría acelerar una partícula a tal velocidad? ¿Fusionando agujeros negros? ¿Colisionando galaxias? Nadie lo sabe, pero sí saben que una supernova no tiene suficiente energía para hacer el trabajo, a pesar de que libera tanta energía como una galaxia entera.

Hasta ahora, los astrónomos no han encontrado nada en las galaxias cercanas que parezcan candidatos probables. Pero ¿qué pasa con una galaxia muy, muy lejana? Nosotros no lo creemos así. No debería ser posible venir de más de 30 millones de años luz de distancia y todavía tener tanta energía. La partícula interactuaría con la radiación de fondo cósmica y perdería energía antes de llegar a nosotros. La radiación de fondo es el remanente de la energía del Big Bang que llena el Universo.

Peligros de los rayos cósmicos.
La atmósfera de la Tierra y el campo magnético nos protegen de la mayoría de los rayos cósmicos de baja energía. Y aunque hay miles de ellos que pasan a través de nuestros cuerpos cada minuto, a nivel del mar, la radiación cósmica es solo un pequeño porcentaje de la radiación de fondo natural.Dado que hay menos protección a gran altura, las tripulaciones de vuelo están expuestas a algo más de radiación.

En el espacio, tanto los astronautas como la electrónica están en riesgo por esta radiación si el Sol está activo. No hubo ninguna actividad solar importante para las misiones Apolo. Sin embargo, los miembros de la tripulación del Apolo 11 fueron las primeras personas en ver destellos de luz al azar, incluso con los ojos cerrados. Estos fueron rayos cósmicos. Y piense en los astronautas en una misión tripulada a Marte. Estarían en el espacio profundo durante mucho tiempo, pero proteger a los humanos y la electrónica contra los rayos cósmicos y la radiación de alta energía es un problema que aún no se ha resuelto.

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