宇宙射线

宇宙光线听起来像某种来自太空的科幻威胁。事实证明，它们的数量足够高。另一方面，宇宙光线每天都会通过我们而不会做太多事情（如果有任何伤害）。那么，这些神秘的宇宙能量是什么？

定义宇宙射线

术语"宇宙射线"指的是传播宇宙的高速粒子。他们'无处不在。宇宙射线在某个或另一个时间穿过每个人的身体的机会非常好，特别是如果它们生活在高海拔地区或在飞机上飞行。地球受到很好的保护，除了这些光线中最有活力的光线之外，所以它们确实不会在我们的日常生活中对我们构成危险。

宇宙射线为宇宙其他地方的物体和事件提供了迷人的线索，例如大规模恒星的死亡（称为超新星爆炸）和太阳活动，因此天文学家使用高海拔气球和空基仪器对其进行研究。这项研究为宇宙中星系的起源和演化提供了令人兴奋的新见解。

什么是宇宙射线？

宇宙射线是以接近光速移动的极高能量带电粒子（通常是质子）。有些来自太阳（以太阳高能粒子的形式），而另一些则从超新星爆炸和其他能量事件中射出，在星间（和星间）空间。当宇宙射线与地球碰撞时，它们产生淋浴什么被称为"二次粒子"。

宇宙射线研究史

宇宙射线的存在已经有一个多世纪的历史了。他们最初是由物理学家Victor Hess发现的。1912年，他在天气气球上发射了高精度的静电计来测量电离地球上层和大气中原子的离子速率（即原子被激发的速度和频率）。他发现电离率越高，你在大气中上升的幅度就越大-这一发现后来他获得了诺贝尔奖。

这是面对传统智慧的。他关于如何解释这一点的**个**是一些太阳现象正在创造这种效应。然而，在近太阳日食期间重复他的实验后，他获得了相同的结果，有效地排除了任何太阳来源，因此，他得出结论，大气中必须有一些固有电场产生观察到的电离，尽管他无法推断出该领域的来源将是什么。

十多年后，物理学家罗伯特·米利肯能够证明赫斯观察到的大气中的电场反而是光子和电子的通量。他称这种现象为"宇宙射线"它们流经我们的大气层。他还确定这些粒子来自地球或近地环境，而是来自深海。接下来的挑战是弄清楚可能创建它们的过程或对象。

正在进行的宇宙射线特性研究

从那时起，科学家们继续使用高飞行气球到达大气之上，并对这些高速粒子进行更多采样。位于南极安塔蒂卡以上的地区是一个受欢迎的发射点，一些任务收集了更多有关宇宙射线的信息。在那里，国家科学气球设施每年都有几架装有仪器的航班。"宇宙射线计数器"它们携带测量宇宙射线的能量，以及它们的方向和强度。

国际空间站还包含研究宇宙射线特性的仪器，包括宇宙射线能量学和质量（奶油）实验。安装于2017年，它有三年的使命是收集这些快速移动粒子的尽可能多的数据。奶油实际上是作为气球实验开始的，在2004年至2016年间飞行了七次。

找出宇宙射线的来源

由于宇宙射线由带电粒子组成，它们的路径可以通过与其接触的任何磁场来改变。自然，恒星和行星等物体具有磁场，但也存在星间磁场。这使得预测磁场在何处（以及有多强）非常困难。由于这些磁场持续存在于所有空间，它们出现在每个方向上。因此，从我们在地球上的有利位置来看，宇宙射线似乎并不是从太空中的任何一个点到达的，这并不奇怪。

多年来，确定宇宙射线的来源是困难的。但是，可以假设一些假设。首先，宇宙射线作为极高能量带电粒子的性质意味着它们是由相当强大的活动产生的。所以超新星或黑洞周围地区的事件似乎可能是候选人。太阳以高能粒子的形式发出类似于宇宙射线的东西。

1949年，物理学家Enrico Fermi认为宇宙射线只是由星间气体云中的磁场加速的粒子。而且，由于您需要一个相当大的领域来创建**能量的宇宙射线，科学家们开始将supernova残余物（以及空间中的其他大型物体）视为可能的来源。

2008年6月，美国国家航空航天局发射了一款名为费米的伽玛射线望远镜-以Enrico Fermi命名。虽然费米是伽马射线望远镜，但其主要科学目标之一是确定宇宙射线的起源。再加上气球和基于空间的仪器对宇宙射线的其他研究，天文学家现在将研究超新星残余物，以及超大型黑洞等外来物体作为地球上检测到的高能宇宙射线的来源。

快速事实

• 宇宙射线来自宇宙周围，可能由超新星爆炸等事件产生。
• 高速粒子也会在其他高能事件中产生，如准星活动。
• 太阳还以形式或太阳高能粒子发出宇宙射线。
• 宇宙射线可以通过各种方式在地球上检测到。一些博物馆有宇宙射线探测器作为展览。

健康卫生小知识

来源

• “宇宙射线曝光”。放射性：碘131，www.radiotics.eu.com/site/pages/Doseäucomic.htm。
• NASA，NASA，想象一下.gov/science/toobox/cosmicÅrays1.html。
• RSS，www.ep.ph.bham.ac.uk/general/outreach/SparkChamber/text2h.html。

由Carolyn Collins Petersen编辑和更新。