پرتو کیهانی Cosmic ray

پرتو کیهانی (Cosmic ray) جریانی از ذره‌های باردار و بسیار پرانرژی است که از فضای بیرون به زمین می‌رسند. با اینکه «پرتو» نامیده می‌شوند، بیشترشان نور نیستند و ذره‌اند: حدود ۹۰ درصد پروتون، حدود ۱۰ درصد هستهٔ هلیوم و مقدار کمی هستهٔ سنگین‌تر و الکترون. انرژی برخی از آن‌ها از انرژی ذره‌هایی که شتاب‌دهنده‌های ساخت بشر تولید می‌کنند بسیار بیشتر است.

پرتوهای کیهانی چگونه کشف شدند؟

در آغاز سدهٔ بیستم دانشمندان متوجه شدند آشکارسازها بدون هیچ منبع پرتوزایی زمینی هم یونش نشان می‌دهند. ویکتور هس، فیزیکدان اتریشی، در ۱۹۱۲ با بالن تا ارتفاع حدود ۵ کیلومتر بالا رفت و دید که هرچه بالاتر برود، تابش بیشتر می‌شود؛ پس منشأ آن باید فضایی باشد. او برای این کشف جایزهٔ نوبل فیزیک ۱۹۳۶ را گرفت. بعدها با کمک این پرتوها ذره‌هایی مثل پوزیترون، که نخستین پادماده شناخته‌شده بود، کشف شدند.

پرتوهای کیهانی از کجا می‌آیند؟

منشأ پرتوهای کیهانی چندگانه است:

• خورشید ذره‌های کم‌انرژی‌تر را در شراره‌ها و باد خورشیدی می‌فرستد.
• بازماندهٔ ابرنواخترها در کهکشان ما، منبع اصلی پرتوهای کیهانی با انرژی متوسط و بالاست؛ شوک‌های انفجار ذرات را شتاب می‌دهند.
• منابع خارج از کهکشان مثل هسته‌های کهکشانی فعال احتمالاً پرانرژی‌ترین ذره‌ها را تولید می‌کنند.

ذره‌ها چون بار دارند، در میدان‌های مغناطیسی کهکشان خمیده می‌شوند و جهت رسیدنشان به زمین، سمت منبع را نشان نمی‌دهد. به همین دلیل یافتن منبع دقیق دشوار است. پرانرژی‌ترین ذره‌ای که ثبت شده، رویداد معروف «ذرهٔ ای‌خدا» در ۱۹۹۱ بود با انرژی حدود ۳×۱۰^۲۰ الکترون‌ولت.

آیا برای ما خطرناک‌اند؟

سطح زمین از چند لایه محافظت می‌شود: میدان مغناطیسی زمین بسیاری از ذره‌ها را منحرف می‌کند و جو ضخیم آن ذره‌های ورودی را متوقف می‌کند. هنگام برخورد با مولکول‌های هوا، بارانی از ذره‌های ثانویه، مثل میون، پدید می‌آید که «بارش هوایی» نام دارد. فضانوردان و مسافران پروازهای بسیار بلند مقدار بیشتری از آن را دریافت می‌کنند. خطر اصلی برای فضانوردان در سفرهای دور از مغناطیس‌سپهر است.

پرسش‌های رایج

### پرتو کیهانی چیست؟
پرتو کیهانی جریانی از ذره‌های پرانرژی، بیشتر پروتون و هسته‌های اتمی، است که از فضا با سرعت نزدیک به نور به زمین می‌رسند.

### پرتوهای کیهانی را چه کسی کشف کرد؟
ویکتور هس در ۱۹۱۲ با پرواز بالن و اندازه‌گیری تابش در ارتفاع بالا، پرتوهای کیهانی را کشف کرد.

### پرتوهای کیهانی از کجا می‌آیند؟
پرتوهای کیهانی از خورشید، ابرنواخترها و منابعی در بیرون کهکشان، مانند هسته‌های کهکشانی فعال، می‌آیند.

### آیا پرتوهای کیهانی به زمین آسیب می‌زنند؟
میدان مغناطیسی و جو زمین از پرتوهای کیهانی محافظت می‌کنند. خطر آن‌ها بیشتر برای فضانوردان و مسافران پروازهای بسیار بلند است.