Skip to content

پرتو های کیهانی

فضای بین ستاره ای

در فضای بین ستاره ای علاوه بر گازها  وذرات معلق، ذرات ریزی وجود دارد که به آن پرتو کیهانی می گویند.

این ذرات که شامل هسته ی اتم ها،الکترون و پوزیترون است، با سرعتی حدود ۰/۹ سرعت نور حرکت می کنند.

بیشتر این ذرات شامل هسته های هیدروژنی است که الکترون های  آن جدا شده است. هسته ی هلیوم و دیگر عناصر سنگین فقط حدود %۹ این ذرات را شامل می شود..

فراوانی عناصر مختلف در این پرتوها به فراوانی گازهای  درون ستارگان و فضای بین ستاره ای بستگی  دارد.عناصر سبک تر مانند برلیم، لیتیوم و برم فراوانی بیشتری نسبت به سایر عناصر دارند که دلیل آن شکسته شدن عناصر سنگین هنگام برخورد با پروتون های فضای بین ستاره ای است.

picture3

پرتوهای کیهانی در تعداد قابل توجهی با جو زمین برخورد می کند و ما می توانیم خواص  آنها را از طریق عکس برداری و یا مشاهده ی واکنش آنها با جو زمین مشخص کنیم.

انرژی حاصل از برخورد این پرتوها با جو حدود یک میلیاردم انرژی  دریافتی از خورشید است ولی با انرژی که بصورت نور از ستارگان بدست می آید قابل مقایسه است.

اکثر این پرتو ها از خارج از منظومه ی شمسی منشاء می گیرد.

شناخت منبع پرتو های کیهانی کار بسیار مشکلی است .

زیرا این ذرات باردار هستند و تحت تاثیر میدان های مغناطیسی مسیرشان به کلی تغییر می یابد که این میدان شامل میدان بین ستاره ای و میدان زمین است.

منبع این پرتوها

بهترین گزینه برای احتمال منبع این پرتوها ،انفجار ابرنواختر ها است زیرا تعداد این انفجارها و انرژی آن بقدر کافی زیاد هست که آنها را از منابع پرتوها ی کیهانی به حساب بیاوریم. آنچه که ما نمی دانیم ساز و کاری است که موجب شتاب گرفتن ذرات تا این حد می شود

کسر بزرگی از پرتو های کیهانی ریشه در ابرنواخترها دارند، عملا در یک انفجار ابرنواختری ذراتی پرانرژی پدید می اید.

مشاهدات نشان داده اند که چنانچه یک تپنده درست شود ذرات را در اطراف خود شتاب می دهد، ضمن اینکه موج های ضربه ای که در باقی مانده ی در حال انبساط ابرنواختربه وجود امده اند نیز ذرات نسبیتی پدید اورده اند.

توزیع پرتوهای کیهانی در کهکشان راه شیری

توزیع پرتو های کیهانی در کهکشان راه شیری را می توان مستقیما از مشاهدات رادیویی و پرتو گاما فهمید .

برخورد پروتون های پرتو کیهانی با اتم هیدروژن بین  ستاره ای به تولید پیون می انجامد.

سپس از واپاشی ای پیون ها زمینه پرتو گاما به وجود می اید .

زمینه رادیویی  را الکترون های پرتو کیهانی  که در میدان مغناطیسی بین ستاره ای تابش سنکروترون گسیل می کنند به وجود می آورند.

تابش پرتوهای گاما از ژرفای کیهانی

انفجارات مغناطیسی یکی از بزرگ ترین و قوی ترین انفجارها به شمار می روند. این انفجارها پرتوهای پر انرژی را تولید می‌کنند که پرتوهای گاما نامیده می شوند.

پرتوهای گاما، تابش‌های الکترومغناطیسی پرانرژی هستند که با واپاشی عناصر پرتوزا یا واکنش‌های هسته ای تولید می شوند. طول موج پرتوهای گاما خیلی کوتاه یعنی کمتر از شعاع اتم است ولی انرژی آنها به چند میلیون الکترون ولت می‌رسد.

پرتوهای گامای زمینی که در کره زمین به علت برخورد ذرات ماده و ضد ماده ایجاد می شوند، تنها پرتوهای گامایی هستند که در سیاره زمین می توان مشاهده کرد.

رده دوم پرتوهای گاما که پرتوهای گامای کیهانی نامیده می شوند تا سطح زمین نفوذ نمی کنند زیرا لایه اوزون، تابش های پرانرژی را جذب می کند.

قدرت نفوذ اشعه گاما بسیار زیاد است برای جلوگیری از نفوذ آن از فلزاتی مانند سرب و تنگستن استفاده می شود.

انفجارات ابرنواختری، برخورد میان کهکشان ها، کوازارها (اختروش ها)، تپنده ها و واکنش های نزدیک به سیاهچاله ها از منابع اصلی تولید اشعه گاما در طبیعت به شمار می آیند.

ماه نیز یک منبع پرتو گاما و حتی قوی تر از خورشید در منظومه شمسی ما به شمار می رود.

به جز شراره های خورشیدی، خورشید به تنهایی میزان بسیار اندکی پرتو گاما تولید می کند زیرا انرژی کافی برای شتاب دادن ذرات را ندارد. پرتوهای گامای رصد شده از ماه نیز از برهم کنش مابین امواج کیهانی و سطح ماه تولید و ساطع می شوند.

تمامی تصاویر پرتو گاما و نیز پرتو X، امواج رادیویی، مادون قرمز، ماورای بنفش و غیره که از تلسکوپ های فضایی مانند تلسکوپ گلاست و تلسکوپ کامپتون به دست آمده اند به صورت مجازی رنگ آمیزی می شوند.

رنگ های متفاوت نور عادی برای نمایش دادن میزان قدرت پرتو گاما یا انرژی آنها به کار می روند.

اگر چه دانشمندان در واقع این گونه تصاویر را برای برقراری ارتباط بیشتر با عموم تولید می کنند ولی تمامی اطلاعاتی که از طریق این رصدها به دست می آید به صورت عددی است و فقط برای استخراج داده های علمی، این اعداد و ارقام هستند که پردازش می شوند.

حتی زمانی که دانشمندان، تصاویر را آنالیز می کنند در واقع به بررسی اعدادی مشغول هستند که چنین تصاویری را ساخته اند.

 

تصویری هنری از نفوذ پرتوهای کیهانی به جو زمین

picture1

این که در این حوادث عظیم چه رخ می دهد برای ما غیر قابل فهم است زیرا معمولاً این انفجارها در کران های دنیای مرئی رخ می دهند و نیز مدت زمان انفجار فقط در حد چند ثانیه است.

گرد اورنده: حمیده زکی زاده