ABC da astronomia - C é para raios cósmicos

• Pode 5, 2024

Os raios cósmicos vêm do espaço sideral, e cerca de trinta deles passam pelo seu corpo a cada segundo. Eles representam um grande perigo para missões tripuladas em Marte, podem danificar a eletrônica e fizeram os astronautas da Apollo verem flashes no escuro, mesmo com os olhos fechados. Alguns não são cósmicos, nenhum são raios e alguns parecem impossíveis. O que são e de onde vêm?

Por que raios cósmicos?
Raios cósmicos foram descobertos no início do século XX e, durante algum tempo, os cientistas pensaram que eram um tipo de radiação eletromagnética como luz visível ou raios-X. O Sol era uma fonte óbvia possível, mas os raios vinham de todas as direções. Eles foram, portanto, apelidados cósmico porque eles pareciam ter vindo de além do Sistema Solar.

No entanto, os "raios" eram partículas invisíveis e carregadas com muita energia - partes de átomos. Existem pequenas quantidades de elétrons, mas a maioria dos raios cósmicos (89%) são prótons, cerca de 10% são os núcleos de átomos de hélio e 1% são os núcleos de átomos mais pesados, inclusive o urânio. Como são partículas carregadas, os campos magnéticos no espaço as afetam, então não podemos encontrar suas origens traçando seus caminhos para trás.

Algumas das partículas vêm do Sol, mas existem muitas de fora do Sistema Solar. Também existem raios cósmicos criados quando os mais energéticos entram na atmosfera da Terra e colidem com moléculas de ar. Essas colisões produzem partículas subatômicas, que por sua vez têm outras colisões, produzindo uma chuva de ar de raios cósmicos secundários.

Volts de elétron (eV)
Os cientistas medem a energia das partículas atômicas em volts de elétrons (eV). Um volt de elétron é a energia que um elétron obteria de uma bateria de 1 volt. Isso não é muito. Mesmo que os raios cósmicos sejam apenas pedaços de átomos, eles estão se movendo em velocidades muito altas, portanto, eles têm muito mais energia do que você pensaria da massa minúscula. Portanto, usamos unidades maiores, como mega-elétron-volts (MeV), que é um milhão de elétron-volts, e giga-elétron-volts (GeV), que é um bilhão de elétrons-volts.

Tipos de raios cósmicos
Ainda há muito que ainda não entendemos sobre os raios cósmicos, portanto, classificá-los é um pouco áspero e pronto. Aqui estão quatro categorias comuns:

Raios cósmicos solares
Os raios cósmicos solares são partículas do Sol que são aceleradas por eventos solares que produzem ejeções de massa coronal. Em uma ejeção de massa coronal, partículas carregadas são lançadas para fora do Sol em alta velocidade. Os raios cósmicos solares são menos energéticos que os de fora do Sistema Solar, mas podem danificar a eletrônica dos satélites e pôr em risco os astronautas. Alguns são canalizados pelas linhas do campo magnético da Terra nos pólos e acionam visores aurorais.

Raios cósmicos galácticos
o vento solar é um plasma - um gás que é uma mistura de partículas carregadas - soprando do Sol para as profundezas do Sistema Solar. Seu impulso externo reduz o número de raios cósmicos que entram no Sistema Solar interno. No entanto, os que chegam normalmente têm energias entre 100 MeV e 10 GeV. Eles estão viajando a velocidades entre 45% e 99,6% da velocidade da luz.

A maioria dos raios cósmicos galácticos vem de outros lugares da Via Láctea. Eles torceram e viraram o seu caminho bêbados através do campo magnético galáctico. Há fortes evidências de que eles são acelerados por ondas de choque de explosões de supernovas.

Raios cósmicos de ultra alta energia (UHE)
O último tipo é o mais raro e mais misterioso. Eles têm o que parecem ser impossivelmente altas energias, e os Partícula Oh-My-God é o mais surpreendente de todos. Foi detectado em Utah em 1991, viajando ao que estava dentro de um sussurro da velocidade da luz. Sua energia foi calculada em cerca de trinta milhões de trilhões de elétrons-volts.

O que no bairro galáctico poderia acelerar uma partícula a tal velocidade? Mesclando buracos negros? Galáxias em colisão? Ninguém sabe, mas eles sabem que uma supernova não tem energia suficiente para fazer o trabalho, mesmo que libere tanta energia quanto uma galáxia inteira.

Até agora, os astrônomos não encontraram nada nas galáxias próximas que parecessem prováveis ​​candidatos. Mas e uma galáxia muito, muito longe? Achamos que não. Não deve ser possível sair de mais de 30 milhões de anos-luz de distância e ainda ter tanta energia. A partícula interagia com a radiação cósmica de fundo e perdia energia antes de chegar até nós. A radiação de fundo é o remanescente da energia do Big Bang que preenche o Universo.

Riscos dos raios cósmicos
A atmosfera e o campo magnético da Terra nos protegem da maioria dos raios cósmicos de baixa energia. E embora existam milhares deles passando por nossos corpos a cada minuto, ao nível do mar a radiação cósmica é apenas uma porcentagem da radiação natural do fundo.Como há menos proteção em grandes altitudes, as equipes de vôo são expostas a um pouco mais de radiação.

No espaço, tanto os astronautas quanto os eletrônicos estão em risco com essa radiação se o Sol estiver ativo. Não havia nenhuma atividade solar importante para as missões Apollo. No entanto, os membros da equipe da Apollo 11 foram as primeiras pessoas a ver flashes aleatórios de luz, mesmo quando seus olhos estavam fechados. Estes eram raios cósmicos. E pense nos astronautas em uma missão tripulada em Marte. Eles estariam no espaço profundo por um longo tempo, mas proteger humanos e eletrônicos contra raios cósmicos e radiação de alta energia é um problema que ainda não foi resolvido.

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