Τι είναι οι Κοσμικές Ακτίνες και Κοσμική σκόνη?

ΚΟΣΜΙΚΕΣ ΑΚΤΙΝΕΣ:


Οι κοσμικές ακτίνες ή κοσμική ακτινοβολία είναι μία κατηγορία ακτινοβολίας που αποτελείται από σωματίδια υψηλών ενεργειών (που κινούνται δηλαδή με υπερσχετικιστικές ταχύτητες) τα οποία παράγονται σε κάποιο μέρος του Σύμπαντος μακριά από τη Γη και προσκρούουν στην ατμόσφαιρα της Γης με ανιχνεύσιμα αποτελέσματα.

Οι κοσμικές ακτίνες αποτελούνται κυρίως από ατομικούς πυρήνες, δηλαδή θετικά φορτισμένα ηλεκτρικώς σωματίδια, περίπου 87% πρωτόνια, 12% σωμάτια άλφα (πυρήνες ηλίου) και λίγους βαρύτερους πυρήνες — οι σχετικές περιεκτικότητες είναι συγκρίσιμες με τις ηλιακές. Ωστόσο, ένα μικρό ποσοστό των κοσμικών ακτίνων είναι ακτίνες γ (φωτόνια) πολύ υψηλών ενεργειών, ηλεκτρόνια και νετρίνα.

Οι κινητικές ενέργειες των σωματίων των κοσμικών ακτίνων εκτείνονται σε 14 τάξεις μεγέθους, με τη ροή (αριθμός σωματίων ανά μονάδα επιφάνειας και χρόνου) στην περιοχή της Γης να είναι ανάλογη του αντιστρόφου του κύβου της ενέργειας. Η μεγάλη αυτή διαφορά στις ενέργειες υποδεικνύει τη μεγάλη ποικιλία των πηγών της κοσμικής ακτινοβολίας: Οι διαδικασίες παραγωγής εκτείνονται από ηλιακά φαινόμενα μέχρι μυστηριώδεις διαδικασίες υψηλών ενεργειών στα βάθη του Σύμπαντος. Μία κοσμική ακτίνα (1 σωμάτιο) μπορεί να φθάσει σε ενέργεια τα1020 ηλεκτρονιοβόλτ (περίπου 50 Joules, η ενέργεια μιας μπάλας του τένις που κινείται με 151 χιλιόμετρα την ώρα). Καμιά μηχανή (επιταχυντής) κατασκευασμένη από τον άνθρωπο δεν μπορεί να επιταχύνει κάποιο σωμάτιο σε τόσο μεγάλες ενέργειες.


ΚΟΣΜΙΚΗ ΣΚΟΝΗ:

Η κοσμική σκόνη ή διαστημική σκόνη αποτελείται από σωματίδια ύλης σε στερεά κατάσταση, που βρίσκονται στον πέρα από τη Γη διαστημικό χώρο. Η μέση διάμετρος αυτών των σωματιδίων κυμαίνεται από συσσωματώματα λίγων μορίων μέχρι 0,1 χιλιοστόμετρο.

Η κοσμική σκόνη διακρίνεται με βάση τη θέση της σε διαγαλαξιακή, διαστρική ή μεσοαστρική, διαπλανητική και σκόνη που περιφέρεται γύρω από πλανήτες. Η διαπλανητική σκόνη που βρίσκεται στο χώρο μεταξύ των πλανητών του Ηλιακού μας Συστήματος προκαλεί τα αστρονομικά φαινόμενα του ζωδιακού και του αντιζωδιακού φωτός.

Κάποτε η κοσμική σκόνη θεωρείτο μόνο μία ενόχληση για τους αστρονόμους, καθώς μειώνει το φως που δεχόμαστε από τα ουράνια σώματα, και είναι γνωστή η διαστρική απορρόφηση ή μεσοαστρική απορρόφηση του φωτός των αστέρων του Γαλαξία που προκαλεί η διαστρική σκόνη, για την οποία έχουν προταθεί διάφοροι εμπειρικοί νόμοι. Ωστόσο, όταν ήλθε η εποχή των αστρονομικών παρατηρήσεων σο υπέρυθρο, τα σωματίδια της κοσμικής σκόνης ανακαλύφθηκε ότι διαδραματίζουν ζωτικό ρόλο σε αστροφυσικές δεργασίες. Π.χ. η σκόνη παίζει ρόλο στα πρώτα στάδια του σχηματισμού ενός νέου αστέρα και στο σχηματισμό πλανητών. Στο Ηλιακό Σύστημα η μελέτη της είναι απαραίτητη για την κατανόηση των εξωτερικών διάχυτων δακτυλίων του Δία, του Κρόνου, του Ουρανού και του Ποσειδώνα, καθώς και των κομητών.

Η μελέτη της διαστημικής σκόνης συνιστά ένα πολύπλευρο επιστημονικό ζήτημα, που άπτεται αρκετών διαφορετικών επιστημονικών κλάδων: της Φυσικής (Φυσική Στερεάς Καταστάσεως, Ηλεκτρομαγνητισμός, Στατιστική Φυσική, διάδοση της θερμότητας), των Μαθηματικών (φράκταλς), της Χημείας, της Μετεωριτολογίας και όλων των κλάδων της Αστρονομίας και της Αστροφυσικής. Πραγματικά, οι κόκκοι της κοσμικής σκόνης εξελίσσονται κυκλικά: χημικώς, φυσικώς και δυναμικώς. Η εξέλιξή τους ακολουθεί τα μονοπάτια δια των οποίων το Σύμπαν ανακυκλώνει την ύλη με διαδικασίες ανάλογες με αυτές που εμείς οι άνθρωποι ανακυκλώνουμε υλικά: παραγωγή, αποθήκευση, μεταλλαγή, διαφοροποίηση, κατανάλωση και απόρριψη. Αυτά στο Σύμπαν συμβαίνουν σε περιοχές όπως τα διάχυτα νεφελώματα, τα ψυχρά μοριακά νέφη οι περιαστρικοί δίσκοι γύρω από νεογέννητους αστέρες, και αλλού.