ประเภทรังสีคอสมิก
ในปี 2552 มีการกล่าวว่าซูเปอร์โนวาถูก “ตรึง” เป็นแหล่งกำเนิดของรังสีคอสมิกซึ่งเป็นการค้นพบโดยกลุ่มโดยใช้ข้อมูลจาก กล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่มาก อย่างไรก็ตามการวิเคราะห์นี้ได้รับการโต้แย้งในปี 2554 ด้วยข้อมูลจาก PAMELA ซึ่งเผยให้เห็นว่า “รูปทรงสเปกตรัมของ [ไฮโดรเจนและนิวเคลียสของฮีเลียม] แตกต่างกันและไม่สามารถอธิบายได้ดีด้วยกฎหมายกำลังเพียงข้อเดียว” แนะนำเพิ่มเติม กระบวนการที่ซับซ้อนของการสร้างรังสีคอสมิก ในเดือนกุมภาพันธ์ 2013 การวิจัยวิเคราะห์ข้อมูลจาก Fermi เปิดเผยผ่านการสังเกตการสลายตัวของไพออนที่เป็นกลางว่าซูเปอร์โนวาเป็นแหล่งกำเนิดของรังสีคอสมิกโดยการระเบิดแต่ละครั้งจะสร้างประมาณ 3 × 10 – 3 × 10 J ของรังสีคอสมิก
ความเร่งด้านหน้าช็อก (แบบจำลองทางทฤษฎีสำหรับซูเปอร์โนวาและนิวเคลียสของกาแลคซีที่ใช้งานอยู่): โปรตอนที่เกิดเหตุได้รับการเร่งระหว่างสองช็อตไปจนถึงพลังงานขององค์ประกอบพลังงานสูงของรังสีคอสมิก
ซูเปอร์โนวา อย่างไรก็ตามไม่ก่อให้เกิดรังสีคอสมิกทั้งหมดและสัดส่วนของรั งสีคอสมิกที่พวกมันสร้างขึ้นเป็นคำถามที่ไม่สามารถตอบได้หากไม่มีการตรวจสอบอย่างลึกซึ้ง เพื่ออธิบายกระบวนการที่เกิดขึ้นจริงในซูเปอร์โนวาและนิวเคลียสของกาแลคซีที่ใช้งานอยู่ซึ่งเร่งให้อะตอมที่หลุดออกมานักฟิสิกส์ใช้การเร่งความเร็วแบบช็อตฟรอนต์เป็นข้อโต้แย้งที่น่าเชื่อถือ (ดูภาพด้านขวา)
ในปี 2560 การทำงานร่วมกันของ Pierre Auger ได้เผยแพร่การสังเกตของ anisotropy ที่อ่อนแอ ในทิศทางการมาถึงของรังสีคอสมิกที่มีพลังงานสูงสุด เนื่องจากศูนย์กาแลกติกอยู่ในบริเวณที่ขาดดุลแอนไอโซโทรปีนี้จึงสามารถตีความได้ว่าเป็นหลักฐานสำหรับการกำเนิดรังสีคอสมิกภายนอกที่พลังงานสูงสุด นี่หมายความว่าจะต้องมีพลังงานการเปลี่ยนจากกาแลกติกไปเป็นแหล่งนอกโลกและอาจมีแหล่งกำเนิดรังสีคอสมิกประเภทต่างๆที่เอื้อต่อช่วงพลังงานที่แตกต่างกัน
ประเภท
รังสีคอสมิกแบ่งได้เป็น 2 ประเภทคือ
รังสีคอสมิกกาแลกติก (GCR ) และ รังสีคอสมิกภายนอก กล่าวคืออนุภาคพลังงานสูงที่เกิดนอกระบบสุริยะและ
อนุภาคพลังงานแสงอาทิตย์ อนุภาคพลังงานสูง (ส่วนใหญ่โปรตอน) ที่ปล่อยออกมาจากดว งอาทิตย์โดยส่วนใหญ่อยู่ใน การปะทุของแสงอาทิตย์ .
อย่างไรก็ตามคำว่า “รังสีคอสมิก” มักใช้เพื่ออ้างถึงฟลักซ์ภายนอกเท่านั้น
อนุภาคคอสมิกปฐมภูมิชนกับโมเลกุลของบรรยากาศ
รังสีคอสมิกกำเนิดเป็นรังสีคอสมิกปฐมภูมิซึ่งเดิมเกิดในกระบวนการทางฟิสิกส์ดาราศาสตร์ต่างๆ รังสีคอสมิกปฐมภูมิประกอบด้วยโปรตอนเป็นหลักและ อนุภาคแอลฟา (99%) โดยมีนิวเคลียสที่หนักกว่าเล็กน้อย (≈1%) และมีสัดส่วน โพซิตรอน และ แอนติโปรตอน รังสีคอสมิกทุติยภูมิที่เกิดจากการสลายตัวของรังสีคอสมิกปฐมภูมิเมื่อกระทบกับชั้นบรรยากาศรวมถึง โฟตอน , เลปตัน และ ฮาตรอน เช่น อิเล็กตรอน , โพสิตรอน , muons และ pions สามครั้งหลังนี้ถูกตรวจพบครั้งแรกในรังสีคอสมิก
รังสีคอสมิกปฐมภูมิ
รังสีคอสมิกปฐมภูมิส่วนใหญ่เกิดจากภายนอก ระบบสุริยะ และบางครั้งก็ถึง ทางช้างเผือก เมื่อพวกมันมีปฏิสัมพันธ์กับชั้นบรรยากาศของโลกพวกมันจะถูกเปลี่ยนเป็นอนุภาคทุติยภูมิ อัตราส่วนมวลของฮีเลียมต่อนิวเคลียสของไฮโดรเจน 28% นั้นใกล้เ คียงกับอัตราส่วน ความอุดมสมบูรณ์ของธาตุ ดั้งเดิมของธาตุเหล่านี้ 24% เศษส่วนที่เหลือประกอบด้วยนิวเคลียสอื่น ๆ ที่หนักกว่าซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์สุดท้ายของการสังเคราะห์ด้วยนิวเคลียสโดยทั่วไปส่วนใหญ่เป็น ลิเธียม , เบริลเลียม และ โบรอน นิวเคลียสเหล่านี้ปรากฏในรังสีคอสมิกในปริมาณที่มากขึ้น (≈1%) มากกว่าในบรรยากาศสุริยะซึ่งมีเพียง 10 เท่าของฮีเลียม รังสีคอสมิกที่ประกอบด้วยนิวเคลียสที่มีประจุไฟฟ้าที่หนักกว่าฮีเลียมเรียกว่า ไอออน HZE เนื่องจากไอออน HZE มีประจุไฟฟ้าสูงและมีน้ำหนักมากการมีส่วนร่วมในปริมาณรังสี ของนักบินอวกาศจึงมีความสำคัญแม้ว่าจะค่อนข้างหายากก็ตาม
ความแตกต่างมากมายนี้เป็นผลมาจากวิธีการสร้างรังสีคอสมิกทุติยภูมิ นิวเคลียสของคาร์บอนและออกซิเจนชนกับสสารระหว่างดาวจนกลายเป็น ลิเธียม , เบริลเลียม และ โบรอน ในกระบวนการที่เรียกว่า การกระจายรังสีคอสมิก Spallation ยังรับผิดชอบต่อความอุดมสมบูรณ์ของ สแกนเดียม , ไทเทเนียม , วานาเดียม และ แมงกานีสไอออน ในรังสีคอสมิก เกิดจากการชนกันของนิวเคลียสของเหล็กและนิกเกิลกับ สสารระหว่างดาว .
ที่พลังงานสูงการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบและนิวเคลียสที่หนักกว่าจะมีปริมาณมากขึ้นในช่วงพลังงานบางช่วง การทดลองในปัจจุบันมุ่งเป้าไปที่การวัดองค์ประกอบที่แม่นยำยิ่งขึ้นด้วยพลังงานสูง
ปฏิสสารรังสีคอสมิกปฐมภูมิ
การทดลองจากดาวเทียมพบหลักฐานของ โพซิตรอน และแอนติโปรตรอนเพียงไม่กี่ตัวในรังสีคอสมิกปฐมภูมิซึ่งมีจำนวนน้อยกว่า 1% ของอนุภาคในจักรวาลหลัก รังสี สิ่งเหล่านี้ดูเหมือนจะไม่ใช่ผลิตภัณฑ์ของปฏิสสารจำนวนมากจากบิกแบงหรือปฏิสสารเชิงซ้อนในจักรวาล แต่ดูเหมือนว่าจะประกอบด้วยอนุภาคมูลฐานเพียงสองอนุภาคนี้ซึ่งสร้างขึ้นใหม่ในกระบวนการที่มีพลัง
ผลลัพธ์เบื้องต้นจากการปฏิบัติการในปัจจุบัน Alpha Magnetic Spectrometer (AMS-02) บนเรือ สถานีอวกาศนานาชาติ แสดงให้เห็นว่าโพซิตรอนในรังสีคอสมิกมาถึงโดยไม่มีทิศทาง ในเดือนกันยายน 2014 มีการนำเสนอผลลัพธ์ใหม่ที่มีข้อมูลมากกว่าเกือบสองเท่าในการพูดคุยที่ CERN และตีพิมพ์ใน Physical Review Letters มีรายงานการวัด เศษโพซิตรอนใหม่ได้ถึง 500 GeV ซึ่งแสดงให้เห็นว่าเศษโพซิตรอนมีค่าสูงสุดประมาณ 16% ของเหตุการณ์อิเล็กตรอน + โพซิตรอนทั้งหมดโดยประมาณพลังงาน 275 ± 32 GeV เมื่อพลังงานที่สูงขึ้นถึง 500 GeV อัตราส่วนของโพซิตรอนต่ออิเล็กตรอนจะเริ่มลดลงอีกครั้ง ฟลักซ์สัมบูรณ์ของโพซิตรอนก็เริ่มลดลงก่อน 500 GeV แต่มีพลังงานสูงกว่าพลังงานอิเล็กตรอนซึ่งมีค่าสูงสุดประมาณ 10 GeV ผลการตีความเหล่านี้ได้รับการชี้ให้เห็นว่าเกิดจากการผลิตโพซิตรอนในเหตุการณ์การทำลายล้างของอนุภาคขนาดใหญ่ สสารมืด
แอนติโปรตอนของรังสีคอสมิกยังมีพลังงานเฉลี่ยสูงกว่าอนุภาคสสารปกติ (โปรตอน). พวกมันมาถึงโลกด้วยพลังงานลักษณะเฉพาะสูงสุด 2 GeV ซึ่งบ่งบอกถึงการผลิตในกระบวนการที่แตกต่างกันโดยพื้นฐานจากโปรตอนรังสีคอสมิกซึ่งโดยเฉลี่ยแล้วจะมีพลังงานเพียงหนึ่งในหกเท่านั้น
ไม่มีหลักฐานของความซับซ้อน นิวเคลียสของอะตอมของปฏิสสารเช่น แอนตี้ฮีเลียม นิวเคลียส (เช่นอนุภาคต่อต้านแอลฟา) ในรังสีคอสมิก สิ่งเหล่านี้กำลังถูกค้นหา ต้นแบบของ AMS-02 ที่กำหนด AMS-01 ได้บินขึ้นสู่อวกาศบนกระสวยอวกาศ การค้นพบ บน STS-91 ในเดือนมิถุนายน 1998 โดยตรวจไม่พบ antihelium ใด ๆ เลย AMS-01 ได้กำหนดขีด จำกัด บนที่ 1.1 × 10 สำหรับอัตราส่วน antihelium ต่อฮีเลียม ฟลักซ์
ดวงจันทร์ในรังสีคอสมิก
255>เงาของรังสีคอสมิกของดวงจันทร์ ดังที่เห็นในดาวมิวรองที่ตรวจพบใต้พื้นดิน 700 ม. ที่เครื่องตรวจจับ Soudan 2
ดวงจันทร์ตามที่เห็นโดย Compton Gamma Ray Observatory ในรังสีแกมมาที่มีพลังงานมากกว่า 20 MeV สิ่งเหล่านี้เกิดจากการทิ้งระเบิดของรังสีคอสมิกบนพื้นผิวของมัน
รังสีคอสมิกทุติยภูมิ
เมื่อรังสีคอสมิกเข้าสู่ ชั้นบรรยากาศของโลก จะชนกับ อะตอม และ โมเลกุล ส่วนใหญ่เป็นออกซิเจนและไนโตรเจน ปฏิสัมพันธ์ก่อให้เกิดน้ำตกของอนุภาคที่เบากว่าซึ่งเรียกว่า air shower รังสีทุติยภูมิที่ตกลงมารวมทั้ง x-rays , โปรตอน , alpha อนุภาค , pions , muons , อิเล็กตรอน , neutrinos และ นิวตรอน อนุภาคทุติยภูมิทั้งหมดที่เกิดจากการชนจะดำเนินต่อไปบนเส้นทางภายในประมาณหนึ่งองศาของเส้นทางเดิมของอนุภาคหลัก
อนุภาคทั่วไปที่เกิดจากการชนกันคือ นิวตรอน และประจุ mesons เช่นบวกหรือลบ pions และ kaons ในเวลาต่อมาบางส่วนสลายตัวเป็น มิวออน และ นิวตริโน ซึ่งสามารถเข้าถึงพื้นผิวโลกได้ มิวออนพลังงา นสูงบางตัวสามารถเจาะเข้าไปในโพรงได้ในระยะทางหนึ่งและนิวตริโนส่วนใหญ่จะผ่านโลกโดยไม่มีการพูดใด ๆ อื่น ๆ ทำลายตัวเป็น โฟตอน จากนั้นจะสร้างน้ำตก ถนนไฟฟ้าเซสจากโฟตอน คูเมือง และ โพสกรีนส์ มักจะเผด็จการในที่หมดน้ำในอากาศในอากาศในอากาศนี้และมิวออนสามารถตรวจได้โดยเครื่องตรวจจับหลายประเภท เช่น ห้องเมฆ , ห้องฟอง , วอเตอร์ – เชอเรนคอฟหรือ การส่องแสง เครื่องตรวจจับการต้นกำเนิดในเครื่องตรวจจับหลาย ตัวพร้อมกันหมายถึงคำชี้แนะว่าทั้งหมดมาจากอดีตนั้น
ธรรมสวดมนต์ที่ส่งผลต่อความผิดปกติของดวงชะตาอื่นในระบบสุริยะถูกตรวจพบทางโดยวิธีการปล่อยใบปลิว สูง โดยกล้องระยะไกลตรวจสอบการตรวจสอบสิ่งเหล่านี้แตกต่างกันจากการแสดงความผิดปกติของศัตรูโดยอัตโนมัติที่สูงกว่า 10 MeV
