太空中的辐射提供了有关宇宙的线索

天文学是对宇宙中从电磁波谱辐射（或反射）能量的物体的研究。天文学家研究宇宙中所有物体的辐射。让我们深入研究一下那里的辐射形式。

对天文学的重要性

为了完全理解宇宙，科学家必须在整个电磁波谱中观察宇宙。这包括高能粒子，如宇宙射线。一些物体和过程在某些波长（甚至光学）中实际上是完全不可见的，这就是为什么科学家在许多波长下观察它们的原因。在一个波长或频率下看不见的东西在另一个波长或频率下可能非常明亮，这告诉科学家一些非常重要的东西。

辐射类型

辐射描述了基本粒子，原子核和电磁波在空间中传播时的情况。科学家通常以两种方式参考辐射：电离和非电离。

电离辐射

电离是从原子中除去电子的过程。这在自然界中一直发生，它只需要原子与具有足够能量的光子或粒子碰撞以激发选举。当发生这种情况时，原子不再能保持与粒子的结合。

某些形式的辐射携带足够的能量来电离各种原子或分子。它们可能通过导致癌症或其他重大健康问题而对生物实体造成重大伤害。辐射损伤的程度取决于生物体吸收了多少辐射。

这个被认为是电离的辐射所需的最小阈值能量约为10电子伏特（10eV）。有几种形式的辐射自然存在于这个阈值之上：

• γ射线：γ射线（通常由希腊字母γ表示）是电磁辐射的一种形式。它们代表了宇宙中**能量的光形式。伽马射**生在各种过程中，从核反应堆内的活动到称为超新星的恒星爆炸和称为伽马射线爆发器的高能量事件。由于伽马射线是电磁辐射，除非发生正面碰撞，否则它们不容易与原子相互作用。在这种情况下，伽马射线将进入电子-正电子对。然而，如果伽马射线被生物实体（例如人）吸收，则可以进行显着的伤害，因为它需要相当大量的能量来阻止这种辐射。从这个意义上说，伽马射线可能是对人类最危险的辐射形式。幸运的是，虽然它们可以在与原子相互作用之前穿透几英里进入我们的大气，但我们的大气足够厚，大多数伽马射线在到达地面之前被吸收。然而，太空中的宇航员缺乏对他们的保护，并且仅限于他们可以花费的时间"外部"航天器或空间站。虽然非常高剂量的伽马辐射可能是致命的，但反复暴露于高于平均剂量的伽马射线（例如宇航员所经历的）的最可能的结果是癌症风险增加。这是世界上生命科学专家密切研究的东西。
• X射线：X射线与伽马射线一样，是电磁波（光）的一种形式。它们通常分为两类：软x射线（波长较长的x射线）和硬x射线（波长较短的x射线）。波浪越短长度（即x射线越硬）越危险。这就是为什么低能量x射线用于医学成像的原因。x射线通常会电离较小的原子，而较大的原子可以吸收辐射，因为它们的电离能有较大的间隙。这就是为什么x射线机会很好地成像像骨骼这样的东西（它们由较重的元素组成），而它们是软组织（较轻的元素）的不良成像器。据估计，x射线机和其他衍生设备占美国人们所经历的电离辐射的35-50%。
• α粒子：α粒子（由希腊字母α指定）由两个质子和两个中子组成;与氦核的组成完全相同。专注于产生它们的α衰变过程，这里发生了什么：α粒子以非常高的速度（因此高能量）从母核射出，通常超过光速的5%。一些阿尔法粒子以宇宙射线的形式来到地球，可能达到超过光速10%的速度。然而，一般来说，α粒子在很短的距离内相互作用，所以在地球上，α粒子辐射并不是对生命的直接威胁。它只是被我们的外界吸收。然而，它对宇航员来说是危险。
• β粒子：β衰变的结果，β粒子（通常由希腊字母Γ）是高能电子，当中子衰变成质子，电子和反中性粒子时逃逸。这些电子比α粒子更有能量，但不如高能γ射线。通常，β颗粒不易被人体健康所关心，因为它们很容易被屏蔽。人工创建的β粒子（如加速器）可以更容易地穿透皮肤，因为它们具有相当高的能量。有些地方使用这些粒子束来治疗各种癌症因为它们能够针对非常特定的区域。然而，肿瘤需要靠近表面，以免损伤大量散布的组织。
• 中子辐射：在核融合或核裂变过程中产生非常高能的中子。然后它们可以被原子核吸收，导致原子进入激发态，它可以发射γ射线。然后这些光子会激发它们周围的原子，产生连锁反应，导致该区域变得具有放射性。这是人类在没有适当防护装备的核反应堆周围工作时受伤的主要方式之一。

Non-ionization Radiation

虽然电离辐射（上图）获得了所有关于对人类有害的新闻，但非电离辐射也可能具有显着的生物效应。例如，非电离辐射会导致晒伤等情况。然而，这就是我们在微波炉中烹饪食物的方法。非电离辐射也可以以热辐射的形式出现，热辐射可以将材料（因此原子）加热到足够高的温度以引起电离。然而，这个过程被认为与动力学或光子电离过程不同。

• 无线电波：无线电波是电磁辐射（光）的最长波长形式。它们跨越1毫米到100公里。然而，这个范围与微波波段重叠（见下文）。无线电波是由活跃的恒星（特别是来自其超大型黑洞周围的区域），脉冲和超新星残留物自然产生的。但它们也是人为地为广播和电视传输而创建的。
• 微波：定义为1毫米至1米（1000毫米）之间的光波长，有时会考虑微波成为无线电波的一个子集。在fa中ct，无线电天文学通常是微波波段的研究，因为较长波长的辐射很难检测到，因为它需要巨大尺寸的探测器;因此只有少数同行超过1米波长。虽然是非电离的，但微波对人类仍然是危险的，因为它与水和水蒸气的相互作用会给物品带来大量的热能。（这也是为什么微波观测通常放置在地球上高干燥的地方，
• 红外辐射：红外辐射是电磁辐射带，占据波长在0.74微米到300微米之间。（一米有100万微米。）红外辐射非常接近光，因此使用非常相似的技术来研究它。然而，有一些困难需要克服;即红外光是由与"室温"相当的物体产生的;。由于用于供电和控制红外望远镜的电子设备将在这样的温度下运行，因此仪器本身会发出红外光，干扰数据采集。因此，使用液氦冷却仪器，以减少外来红外光子进入检测器。太阳发出的到达地球的大部分物质实际上是红外光，可见光辐射不远（紫外线远距离第三）。

• 可见光（光学）：可见光的波长范围是380纳米（nm）和740纳米。这是我们能够用自己的眼睛检测到的电磁辐射，没有电子辅助设备，我们无法看到所有其他形式。可见光实际上只是电磁波谱的一小部分m、 这就是为什么研究天文学中的所有其他波长以获得宇宙的全貌并理解控制天体的物理机制是很重要的。
• 黑体辐射：黑体是在加热时发出电磁辐射的物体，产生的光的峰值波长将与温度成比例（这被称为Wien's定律）。没有像一个完美的黑体这样的东西，但是像我们的太阳，电炉上的地球和线圈这样的许多物体都是非常好的近似值。
• 热辐射：由于它们的温度，材料内太空科普部的运动产生的动能可以描述为系统的总热能。在黑体物体（见上文）的情况下，热能可以以电磁辐射的形式从系统中释放出来。

正如我们所看到的，辐射是宇宙的基本方面之一。没有它，我们就没有光，热，能量或生命。

由Carolyn Collins Petersen编辑。