Частицы космических лучей в межзвездном пространстве движутся не промолинейно Почему?

289

393

Посмотреть ответы 2

Ответы на вопрос:

7Karim777

Другие предметы

4,7(28 оценок)

Конец XIX – начало XX века ознаменовались новыми открытиями в области микромира. После открытия рентгеновских лучей и радиоактивности были обнаружены заряженные частицы, приходящие на Землю из космического пространства. Эти частицы были названы космическими лучами (КЛ).

Датой открытия космических лучей принято считать 1912 год, когда австрийский физик В.Ф. Гесс с усовершенствованного электроскопа измерил скорость ионизации воздуха в зависимости от высоты. Оказалось, что с ростом высоты величина ионизации сначала уменьшается, а затем на высотах свыше 2000 м начинает резко возрастать. Ионизующее излучение, слабо поглощаемое воздухом и увеличивающееся с увеличением высоты, образуется КЛ, падающими на границу атмосферы из космического пространства.

КЛ представляют собой ядра различных элементов, следовательно, являются заряженными частицами. Наиболее многочисленны в КЛ ядра атомов водорода и гелия ( ~85 и ~10 % соответственно). Доля ядер всех остальных элементов таблицы Менделеева не превышает ~5 %. Небольшую часть КЛ составляют электроны и позитроны (менее 1 %).

В процессах, происходящих во Вселенной, КЛ играют важную роль. Плотность энергии КЛ в нашей Галактике составляет ~1 эВ/см3, что сравнимо с плотностями энергий межзвездного газа и галактического магнитного поля.

По содержанию в КЛ элементов лития, бериллия и бора, которые образуются в результате ядерных взаимодействий космических частиц с атомами межзвездной среды, можно определить то количество вещества X, через которое КЛ, блуждая в межзвездной среде. Величина X примерно равна 5-10 г/см2. Время блуждания КЛ в межзвездной среде (или время их жизни) и величина X связаны соотношением X≈ρct, где c – скорость частиц (обычно полагают, что величина c равна скорости света), ρ – средняя плотность межзвездной среды, составляющая ~10-24 г/см3, t – время блуждания КЛ в этой среде. Отсюда время жизни КЛ ~3·108 лет. Оно определяется либо выходом КЛ из Галактики и гало, либо их поглощением за счет неупругих взаимодействий с веществом межзвездной среды.

Основным источником КЛ внутри Галактики являются взрывы сверхновых звезд. КЛ ускоряются на ударных волнах, образующихся в этих взрывах. Максимальная энергия, которую могут приобрести частицы в таких процессах, составляет Emax~1016 эВ. Кроме того, часть КЛ может ускориться до таких же энергий на ударных волнах, распространяющихся в межзвездной среде Галактики. КЛ еще больших энергий образуются в Метагалактике. Одним из их источников могут быть ядра активных галактик.

На рис. 1 показаны энергетические спектры J(E) для протонов Н, ядер гелия Не, углерода С и железа Fe, которые наблюдаются в космическом пространстве. Величина J(E) представляет собой количество частиц, имеющих энергию в диапазоне от E до E+δE и проходящих через единичную поверхность в единицу времени в единице телесного угла в направлении, перпендикулярном поверхности. Видно, что основную долю в КЛ составляют протоны, затем следуют ядра гелия. Доля остальных ядер невелика.

Объяснение: