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宇宙光線聽(tīng)起來(lái)像某種來(lái)自太空的科幻威脅。事實(shí)證明，它們的數(shù)量足夠高。另一方面，宇宙光線每天都會(huì)通過(guò)我們而不會(huì)做太多事情（如果有任何傷害）。那么，這些神秘的宇宙能量是什么？

定義宇宙射線

術(shù)語(yǔ)"宇宙射線"指的是傳播宇宙的高速粒子。他們'無(wú)處不在。宇宙射線在某個(gè)或另一個(gè)時(shí)間穿過(guò)每個(gè)人的身體的機(jī)會(huì)非常好，特別是如果它們生活在高海拔地區(qū)或在飛機(jī)上飛行。地球受到很好的保護(hù)，除了這些光線中最有活力的光線之外，所以它們確實(shí)不會(huì)在我們的日常生活中對(duì)我們構(gòu)成危險(xiǎn)。

宇宙射線為宇宙其他地方的物體和事件提供了迷人的線索，例如大規(guī)模恒星的死亡（稱為超新星爆炸）和太陽(yáng)活動(dòng)，因此天文學(xué)家使用高海拔氣球和空基儀器對(duì)其進(jìn)行研究。這項(xiàng)研究為宇宙中星系的起源和演化提供了令人興奮的新見(jiàn)解。

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什么是宇宙射線？

宇宙射線是以接近光速移動(dòng)的極高能量帶電粒子（通常是質(zhì)子）。有些來(lái)自太陽(yáng)（以太陽(yáng)高能粒子的形式），而另一些則從超新星爆炸和其他能量事件中射出，在星間（和星間）空間。當(dāng)宇宙射線與地球碰撞時(shí)，它們產(chǎn)生淋浴什么被稱為"二次粒子"。

宇宙射線研究史

宇宙射線的存在已經(jīng)有一個(gè)多世紀(jì)的歷史了。他們最初是由物理學(xué)家Victor Hess發(fā)現(xiàn)的。1912年，他在天氣氣球上發(fā)射了高精度的靜電計(jì)來(lái)測(cè)量電離地球上層和大氣中原子的離子速率（即原子被激發(fā)的速度和頻率）。他發(fā)現(xiàn)電離率越高，你在大氣中上升的幅度就越大-這一發(fā)現(xiàn)后來(lái)他獲得了諾貝爾獎(jiǎng)。

這是面對(duì)傳統(tǒng)智慧的。他關(guān)于如何解釋這一點(diǎn)的第一個(gè)**是一些太陽(yáng)現(xiàn)象正在創(chuàng)造這種效應(yīng)。然而，在近太陽(yáng)日食期間重復(fù)他的實(shí)驗(yàn)后，他獲得了相同的結(jié)果，有效地排除了任何太陽(yáng)來(lái)源，因此，他得出結(jié)論，大氣中必須有一些固有電場(chǎng)產(chǎn)生觀察到的電離，盡管他無(wú)法推斷出該領(lǐng)域的來(lái)源將是什么。

十多年后，物理學(xué)家羅伯特·米利肯能夠證明赫斯觀察到的大氣中的電場(chǎng)反而是光子和電子的通量。他稱這種現(xiàn)象為"宇宙射線"它們流經(jīng)我們的大氣層。他還確定這些粒子來(lái)自地球或近地環(huán)境，而是來(lái)自深海。接下來(lái)的挑戰(zhàn)是弄清楚可能創(chuàng)建它們的過(guò)程或?qū)ο蟆?/p>

正在進(jìn)行的宇宙射線特性研究

從那時(shí)起，科學(xué)家們繼續(xù)使用高飛行氣球到達(dá)大氣之上，并對(duì)這些高速粒子進(jìn)行更多采樣。位于南極安塔蒂卡以上的地區(qū)是一個(gè)受歡迎的發(fā)射點(diǎn)，一些任務(wù)收集了更多有關(guān)宇宙射線的信息。在那里，國(guó)家科學(xué)氣球設(shè)施每年都有幾架裝有儀器的航班。"宇宙射線計(jì)數(shù)器"它們攜帶測(cè)量宇宙射線的能量，以及它們的方向和強(qiáng)度。

國(guó)際空間站還包含研究宇宙射線特性的儀器，包括宇宙射線能量學(xué)和質(zhì)量（奶油）實(shí)驗(yàn)。安裝于2017年，它有三年的使命是收集這些快速移動(dòng)粒子的盡可能多的數(shù)據(jù)。奶油實(shí)際上是作為氣球?qū)嶒?yàn)開(kāi)始的，在2004年至2016年間飛行了七次。

找出宇宙射線的來(lái)源

由于宇宙射線由帶電粒子組成，它們的路徑可以通過(guò)與其接觸的任何磁場(chǎng)來(lái)改變。自然，恒星和行星等物體具有磁場(chǎng)，但也存在星間磁場(chǎng)。這使得預(yù)測(cè)磁場(chǎng)在何處（以及有多強(qiáng)）非常困難。由于這些磁場(chǎng)持續(xù)存在于所有空間，它們出現(xiàn)在每個(gè)方向上。因此，從我們?cè)诘厍蛏系挠欣恢脕?lái)看，宇宙射線似乎并不是從太空中的任何一個(gè)點(diǎn)到達(dá)的，這并不奇怪。

多年來(lái)，確定宇宙射線的來(lái)源是困難的。但是，可以假設(shè)一些假設(shè)。首先，宇宙射線作為極高能量帶電粒子的性質(zhì)意味著它們是由相當(dāng)強(qiáng)大的活動(dòng)產(chǎn)生的。所以超新星或黑洞周圍地區(qū)的事件似乎可能是候選人。太陽(yáng)以高能粒子的形式發(fā)出類似于宇宙射線的東西。

1949年，物理學(xué)家Enrico Fermi認(rèn)為宇宙射線只是由星間氣體云中的磁場(chǎng)加速的粒子。而且，由于您需要一個(gè)相當(dāng)大的領(lǐng)域來(lái)創(chuàng)建**能量的宇宙射線，科學(xué)家們開(kāi)始將supernova殘余物（以及空間中的其他大型物體）視為可能的來(lái)源。

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2008年6月，美國(guó)國(guó)家航空航天局發(fā)射了一款名為費(fèi)米的伽瑪射線望遠(yuǎn)鏡-以Enrico Fermi命名。雖然費(fèi)米是伽馬射線望遠(yuǎn)鏡，但其主要科學(xué)目標(biāo)之一是確定宇宙射線的起源。再加上氣球和基于空間的儀器對(duì)宇宙射線的其他研究，天文學(xué)家現(xiàn)在將研究超新星殘余物，以及超大型黑洞等外來(lái)物體作為地球上檢測(cè)到的高能宇宙射線的來(lái)源。