ABC de l'astronomie - C est pour les rayons cosmiques

• Avril 19, 2024

Les rayons cosmiques viennent de l'espace et une trentaine d'entre eux traversent votre corps à chaque seconde. Ils représentent un grand danger pour les missions habitées sur Mars, peuvent endommager l'électronique et faire voir les astronautes d'Apollo dans le noir, même les yeux fermés. Certains ne sont pas cosmiques, aucun n'est un rayon et certains semblent impossibles. Que sont-ils et d'où viennent-ils?

Pourquoi les rayons cosmiques?
Rayons cosmiques ont été découverts au début du XXe siècle, et pendant un certain temps, les scientifiques ont pensé qu'il s'agissait d'une sorte de rayonnement électromagnétique comme la lumière visible ou les rayons X. Le soleil était une source possible évidente, mais les rayons provenaient de toutes les directions. Ils ont donc été doublés cosmique parce qu'ils semblaient provenir de l'extérieur du système solaire.

Cependant, les «rayons» se sont révélés être des particules chargées invisibles et hautement énergétiques - des parties d'atomes. Il y a de petites quantités d'électrons, mais la plupart des rayons cosmiques (89%) sont des protons, environ 10% sont les noyaux des atomes d'hélium et 1% sont les noyaux des atomes plus lourds, même l'uranium. Puisqu'il s'agit de particules chargées, les champs magnétiques dans l'espace les affectent, nous ne pouvons donc pas trouver leurs origines en retraçant leur chemin vers l'arrière.

Certaines particules proviennent du soleil, mais il y en a beaucoup en dehors du système solaire. Il existe également des rayons cosmiques créés lorsque les plus énergétiques pénètrent dans l'atmosphère terrestre et entrent en collision avec des molécules d'air. Ces collisions produisent des particules subatomiques, qui à leur tour ont d'autres collisions, produisant une pluie d'air de rayons cosmiques secondaires.

Electron volts (eV)
Les scientifiques mesurent l'énergie des particules atomiques dans électron-volt (eV). Un électron-volt est l'énergie qu'un électron obtiendrait d'une batterie de 1 volt. Ce n'est pas beaucoup. Même si les rayons cosmiques ne sont que des morceaux d'atomes, ils se déplacent à des vitesses très élevées, ils ont donc beaucoup plus d'énergie que vous ne le pensez de la petite masse. Par conséquent, nous utilisons des unités plus grandes telles que le méga électron-volt (MeV), qui est un million d'électron-volt, et le giga électron-volt (GeV), qui est un milliard d'électron-volt.

Types de rayons cosmiques
Il y a beaucoup de choses que nous ne comprenons toujours pas sur les rayons cosmiques, donc les classer est un peu difficile. Voici quatre catégories communes:

Rayons cosmiques solaires
Les rayons solaires cosmiques sont des particules du Soleil qui sont accélérées par les événements solaires qui produisent éjections de masse coronale. Dans une masse coronale, l'éjection de particules chargées est projetée hors du Soleil à grande vitesse. Les rayons cosmiques solaires sont moins énergétiques que ceux de l'extérieur du système solaire, mais ils peuvent endommager l'électronique des satellites et mettre en danger les astronautes. Certains sont canalisés le long des lignes du champ magnétique terrestre aux pôles et déclenchent des affichages auroraux.

Rayons cosmiques galactiques
le vent solaire est un plasma - un gaz qui est un mélange de particules chargées - soufflant du Soleil dans les profondeurs du système solaire. Sa poussée vers l'extérieur réduit le nombre de rayons cosmiques pénétrant dans le système solaire intérieur. Cependant, ceux qui arrivent ont généralement des énergies comprises entre 100 MeV et 10 GeV. Ils voyagent à des vitesses comprises entre 45% et 99,6% de la vitesse de la lumière.

La plupart des rayons cosmiques galactiques viennent d'ailleurs dans la Voie lactée. Ils se sont tordus et ont tourné leur chemin ivre à travers le champ magnétique galactique. Il y a de fortes preuves qu'ils sont accélérés par les ondes de choc des explosions de supernova.

Rayons cosmiques à ultra haute énergie (UHE)
Le dernier type est le plus rare et le plus mystérieux. Ils ont ce qui semble être des énergies incroyablement élevées, et Particule Oh-mon-Dieu est le plus étonnant de tous. Il a été détecté dans l'Utah en 1991, voyageant dans un murmure de la vitesse de la lumière. Son énergie a été calculée à environ trente millions de milliards d'électrons volts.

Qu'est-ce qui, dans le quartier galactique, pourrait accélérer une particule à une telle vitesse? Fusionner des trous noirs? Des galaxies en collision? Personne ne le sait, mais ils savent qu'une supernova n'a pas assez d'énergie pour faire le travail, même si elle libère autant d'énergie qu'une galaxie entière.

Jusqu'à présent, les astronomes n'ont rien trouvé dans les galaxies voisines qui semblent des candidats probables. Mais qu'en est-il d'une galaxie loin, très loin? Nous ne le pensons pas. Il ne devrait pas être possible de venir de plus de 30 millions d'années-lumière et d'avoir encore autant d'énergie. La particule interagirait avec le rayonnement de fond cosmique et perdrait de l'énergie avant de nous parvenir. Le rayonnement de fond est le reste de l'énergie du Big Bang qui remplit l'Univers.

Dangers des rayons cosmiques
L'atmosphère et le champ magnétique de la Terre nous protègent de la plupart des rayons cosmiques de basse énergie. Et bien qu'il y en ait des milliers à travers notre corps chaque minute, au niveau de la mer, le rayonnement cosmique ne représente que quelques pour cent du rayonnement de fond naturel.Puisqu'il y a moins de protection à haute altitude, les équipages de conduite sont exposés à un peu plus de rayonnement.

Dans l'espace, les astronautes et l'électronique sont menacés par ce rayonnement si le Soleil est actif. Il n'y avait pas d'activité solaire majeure pour les missions Apollo. Pourtant, les membres de l'équipage d'Apollo 11 ont été les premiers à voir des éclairs aléatoires, même lorsque leurs yeux étaient fermés. C'étaient des rayons cosmiques. Et pensez aux astronautes en mission habité sur Mars. Ils seraient dans l'espace lointain depuis longtemps, mais protéger les humains et l'électronique contre les rayons cosmiques et les rayonnements de haute énergie est un problème qui n'a pas encore été résolu.

Instructions Vidéo: Y a t il une vie ailleurs ? Documentaire fr (Avril 2024).