Balionų kosminių dalelių tyrimai, kurie buvo pradėti prieš daugiau nei šimtmetį, kitąmet gaus didelį postūmį - iki pat žemos Žemės orbitos, kai NASA kosminių spindulių energetika ir masė (CREAM) bus išsiųsta į Kosmoso stotį, tokiu būdu (ar tu pasiruoses tam?) ISS-CREAM, specialiai sukurtiems aptikti ypač didelės energijos kosminius spindulius ir padėti mokslininkams nustatyti, koks gali būti jų paslaptingasis šaltinis.
„Atsakymas yra tas, kurio pasaulis laukė 100 metų“, - sakė programos mokslininkas Vernonas Jonesas.
Skaitykite daugiau apie šį „šaunų“ eksperimentą žemiau:
Kosminė spindulių energija ir masė (CREAM) bus pirmoji kosminio spinduliuotės priemonė, skirta aptikti tokiuose aukštesniuose energijos diapazonuose ir per tokią ilgą laiką kosmose. Mokslininkai tikisi išsiaiškinti, ar kosminius spindulius pagreitina viena priežastis, kuri, kaip manoma, yra supernovos. Nauji tyrimai taip pat galėtų nustatyti, kodėl esant labai didelei energijai yra aptinkama mažiau kosminių spindulių, nei yra teorija.
„Kosminiai spinduliai yra energinės dalelės iš kosmoso“, - teigė pagrindinis CREAM tyrimo tyrėjas Eun-Suk Seo. „Jie pateikia tiesioginį medžiagos iš saulės sistemos išorės pavyzdį. Matavimai parodė, kad šių dalelių energija gali siekti 100 000 trilijonų elektronų voltų. Tai milžiniška energija, pranokstanti ir viršijanti bet kokią energiją, kurią galima generuoti dirbtiniais greitintuvais, net ir dideliu hadronų kollideriu CERN. “
Tyrėjai taip pat planuoja ištirti kosminio spinduliuotės aptikimo, vadinamo spektriniu „keliu“, mažėjimą, esant maždaug tūkstančiui trilijonų elektronų voltų (eV), kuris yra apie 2 milijardus kartų galingesnis nei spinduliuotė, padaryta atliekant medicininį branduolinio vaizdo skenavimą. Nesvarbu, kas sukelia kosminius spindulius ar juos filtruoja judėdamas per galaktiką, įkandimas pašalinamas iš 1000 trilijonų elektronų voltų į viršų. Be to, kosminių spindulių spektras plinta daug toliau, nei manoma, kad supernovos gali sukurti.
Norėdami išspręsti šiuos klausimus, NASA planuoja CREAM patalpinti į kosminę stotį ir tapti ISS-CREAM. Ilgalaikių balionų, skriejančių aplink Pietų ašigalį, kur Žemės magnetinio lauko linijos iš esmės yra vertikalios, prietaisas iš viso 161 dieną skrido šešis kartus.
Iš kosmoso sklindančių energetinių dalelių idėja nebuvo žinoma 1911 m., Kai Viktoras Hessas, 1936 m. Nobelio fizikos premijos laureatas, įteiktas už kosminių spindulių atradimą, pakilo į orą išsiaiškinti, kodėl medžiagos tapo labiau elektrifikuotos didėjant aukščiui, efektas vadinamas jonizacija. Tikėtasi, kad jonizacija susilpnės tolėliau nuo žemės. Hessas sukūrė jautrius instrumentus ir paėmė juos net 3,3 mylios (5,3 kilometro) ir jis nustatė, kad jonizacija padidėjo iki keturis kartus su aukščiu, dieną ar naktį.
Geresnis kosminių spindulių supratimas padės mokslininkams baigti pradėtą darbą, kai Hessas netikėtai pavertė žemišką klausimą žvaigždžių mįsle. Atsakymas į šią mįslę padės mums suprasti paslėptą esminį aspektą, kaip mūsų galaktika, o galbūt ir Visata, yra pastatyta ir veikia.
Šis reiškinys netrukus įgijo populiarų, tačiau painų pavadinimą - kosminius spindulius iš klaidingos teorijos, kad jie buvo rentgeno arba gama spinduliai, kurie yra elektromagnetinė spinduliuotė, kaip ir šviesa. Vietoj to, kosminiai spinduliai yra didelės spartos, daug energijos turinčios materijos dalelės.
Kaip dalelės, kosminiai spinduliai negali būti sutelkti kaip teleskopas kaip šviesa. Vietoj to, tyrėjai aptinka kosminius spindulius pagal šviesos ir elektros krūvius, atsirandančius dalelėms pasibaigus į materiją. Tada mokslininkai naudoja detektyvų darbą, kad nustatytų originalią dalelę tiesiogiai matuojant jos elektros krūvį ir nustatant energiją nuo šiukšlių dalelių lavinos, sukurdami savo sutampančius takus.
CREAM atlieka šį pėdsakų darbą naudodamas jonizacijos kalorimetrą, skirtą kosminiams spinduliams išlieti energiją. Anglies, volframo ir kitų medžiagų sluoksniai rietuvėje turi gerai žinomus branduolinius „skerspjūvius“. Elektriniai ir optiniai detektoriai matuoja įvykių intensyvumą, kai kosminės dalelės nuo vandenilio iki geležies patenka į prietaisą.
Nors CREAM oro balionų skrydžiai pasiekė didelį aukštį, aukščiau išliko pakankamai atmosferos, kad trukdytų matavimams. Planas pritvirtinti instrumentą prie kosminės stoties išorės jį pastatys virš neaiškių atmosferos padarinių 250 mylių (400 kilometrų) aukštyje.
„Ką dabar galime dėti į viltį išspręsti daugybę mįslių, kurios vis dar egzistuoja dėl kosminių spindulių kilmės ir sudėties?“
- Viktoras F. Hessas, Nobelio paskaita, 1936 m. Gruodžio mėn
Šaltinis: NASA
