Mitä kosminen säteily on?
Kosminen säteily koostuu äärimmäisen suurienergiaisista avaruuden hiukkasista. Fyysikot ovat tunnistaneet kaksi kosmisen säteilyn lähdettä:
Supernovat Kun tähti räjähtää supernovana, sen uloimmat osat sinkoutuvat avaruuteen ja hiukkasten vauhti kiihtyy hyvin nopeaksi.
Superraskaat mustat aukot Kaikkein suurienergiaisin kosminen säteily on lähtöisin superraskaista mustista aukoista. Hiukkaset saavat valtavan energian suihkuvirtauksissa, jotka syöksyvät avaruuteen mustan aukon ympäristöstä.
Paljonko kosmista säteilyä pääsee Maahan asti?
Maan magneettikenttä toimii kuin kilpi, joka taivuttaa suurimman osan kosmisesta säteilystä. Jotkin runsasenergiaiset hiukkaset kuitenkin tunkeutuvat kilven läpi ja osuvat yläilmakehään.
Ilman Maan magneettikenttää kosminen säteily yhdessä Auringon ultraviolettisäteilyn kanssa tuhoaisi planeetaltamme kaikki tunnetut elämän muodot.
Ulkoavaruudesta syöksyvät hiukkaset törmäävät stratosfäärin happi- ja typpiatomeihin 16–50 kilometrin korkeudella Maan pinnasta. Törmäysenergia muuttuu energialtaan pienempien hiukkasten ryöpyksi. Valtaosa niistä imeytyy ilmakehään, mutta jotkin pääsevät Maahan saakka.
Maahan asti tulevan kosmisen säteilyn määrä on aivan merkityksetön suhteessa Auringosta tulevaan säteilyyn. Sen sijaan astronauteilla, jotka tulevaisuudessa matkaavat Marsiin, syöpäriski kohoaa kolme prosenttia, koska he altistuvat matkalla avaruuden kosmiselle säteilylle.
Kuinka voimakasta kosminen säteily on?
Suurienergiaisin koskaan rekisteröity kosminen hiukkanen sisälsi energiaa 40 miljoonaa kertaa niin paljon kuin maailman suurimman ja voimakkaimman hiukkaskiihdyttimen, LHC:n, suurienergiaisimmat hiukkaset.
Tämä äärimmäisen pieni hiukkanen oli todennäköisesti ulkoavaruudesta tullut protoni. Siinä oli yhtä paljon energiaa kuin tiilikivessä, joka putoaa pilvenpiirtäjän huipulta.
Miten kosmista säteilyä mitataan?
Kosmista säteilyä voidaan mitata niin Maassa kuin avaruudessakin.
Mittaus Maassa Kosminen säteily synnyttää hiukkasparvia, jotka kulkeutuvat ilmakehän läpi ja levittyvät valtavan laajalle alueelle Maan pinnan tuntumaan. Hiukkasten havainnoimiseen tarvitaan vastaavasti yhtä suuri ilmaisin.
Pierre Auger -observatorio Argentiinassa vangitsee kosmista säteilyä 1 600 vesitankin verkostolla, jonka kokonaispinta-ala on 3 000 neliökilometriä. Tankkien välimatka on aina 1,5 kilometriä.
Länsi-Argentiinassa toimivan Pierre Auger -observatorion 1 600 vesitankkia levittyvät Luxemburgin laajuiselle alueelle.
Mittaus avaruudessa Kansainvälisellä avaruusasemalla ISS:llä toimiva AMS-ilmaisin (Alpha Magnetic Spectrometer) vangitsee 10 000 kosmista hiukkasta joka minuutti.
AMS on havainnut, että positroneja on enemmän kuin niitä syntyy tunnetuissa prosesseissa Linnunradassa. Ylimääräiset positronit voivat olla peräisin kumppanihiukkasten yhteentörmäyksistä. Fyysikot arvelevat arvoituksellisen pimeän aineen koostuvan juuri tuntemattomista hiukkasista, jotka ovat atomien tunnettujen rakenneosien kumppaneita.