Το Μυστήριο Των Κοσμικών Ακτίνων

Advertisement

Υπάρχει ένα είδος ακτινοβολίας που το μεταφυσικό της όνομα (κοσμική) μας παραπέμπει στο εξώτερο διάστημα και προσφέρεται για σενάρια επιστημονικής φαντασίας. Οι κοσμικές ακτίνες ανακαλύφθηκαν το 1912 από τον Βίκτορ Χες, ανακάλυψη που του χάρισε το βραβείο Νόμπελ 24 χρόνια μετά. Είναι ακτινοβολίες υψηλών ενεργειών που βομβαρδίζουν τη Γη συνεχώς, καταφθάνοντας από κάθε δυνατή κατεύθυνση στο Σύμπαν. Κατά καιρούς οι επιστήμονες έχουν υποστηρίξει ότι μπορεί να προέρχονται από το κοντινότερό μας άστρο, τον Ήλιο, από τον διαπλανητικό χώρο, από τον Γαλαξία μας, ή από πολύ μακρινότερους γαλαξίες στο εξώτερο διάστημα. Όμως η αλήθεια είναι ότι, σχεδόν 100 χρόνια μετά την ανακάλυψή τους, η πηγή των κοσμικών ακτίνων και ο μηχανισμός επιτάχυνσής τους παραμένουν άλυτα μυστήρια.

Η ουράνια σφαίρα όπως εκτείνεται γύρω από τον Γαλαξία μας και οι περιοχές από τις οποίες προέρχονται οι υψηλής ενέργειας κοσμικές ακτίνες που ανιχνεύθηκαν από το πείραμα Οζέ. Οι γαλαξίες με γιγάντιες μελανές οπές στα κέντρα τους, απ’ όπου μπορεί να προέρχονται οι κοσμικές ακτίνες, σημειώνονται με αστερίσκους. Ο κοντινότερος ανάμεσά τους είναι ο γνωστός γαλαξίας Κένταυρος Α.

Αν και χιλιάδες κοσμικές ακτίνες διαπερνούν τα σώμα μας κάθε λεπτό, η ακτινοβολία αυτή είναι πολύ μικρή σε σχέση με την φυσική ακτινοβολία υποβάθρου, που οφείλεται σε διάφορες επίγειες πηγές, και γι’ αυτό παραμένει αόρατη και ευτυχώς ακίνδυνη για τον άνθρωπο. Οι επιστήμονες προσπαθούν τα τελευταία χρόνια, με διάφορα επίγεια πειράματα μεγάλης κλίμακας, να εντοπίσουν τις κοσμικές ακτίνες και την προέλευσή τους. Ένα από αυτά είναι και η διεθνής συνεργασία Πιερ Οζέ, επιστήμονες της οποίας ανακοίνωσαν πρόσφατα ότι ίσως έλυσαν το μυστήριο της προέλευσης των κοσμικών ακτίνων: οι πιο ενεργητικές προέρχονται από τους πυρήνες κοντινών γαλαξιών, στα κέντρα των οποίων γιγάντιες μελανές οπές καταναλώνουν άστρα και αέριο και εκπέμπουν σωματίδια και ενέργεια, εκατοντάδες εκατομμύρια ισχυρότερη απ’ ότι μπορεί να παράγει ο ισχυρότερος επιταχυντής σωματιδίων στη Γη.

Το Διαγαλαξιακό Ταξίδι της Κοσμικής Ακτινοβολίας

Οι κοσμικές ακτίνες αποτελούνται από τα πιο ενεργειακά σωματίδια, κυρίως πρωτόνια και ατομικούς πυρήνες ηλίου (σωματίδια α), που ταξιδεύουν στο Σύμπαν κινούμενα με ταχύτητα συγκρίσιμη με την ταχύτητα του φωτός και έτσι απογυμνώνονται από τα ηλεκτρόνιά τους. Τα κοσμικά αυτά σωματίδια έχουν μια γκάμα ενεργειών και γι΄αυτό θεωρείται ότι πιθανότατα οφείλονται σε διάφορα αστρονομικά φαινόμενα, από τα χαμηλότερης ενέργειας σωματίδια που γεννώνται στο εσωτερικό του ήλιου ως τα άγνωστης ακόμη προέλευσης σωματίδια υψηλής ενέργειας. Οι κοσμικές ακτίνες μπορούν να ταξιδέψουν τόσο μακριά γιατί ο συμπαντικός χώρος είναι ως επί το πλείστον κενός. Έτσι, περνούν κατά μέσο όρο 10 εκατομμύρια χρόνια παγιδευμένες στον Γαλαξία μας πριν δραπετεύσουν στον διαγαλαξιακό χώρο. Κατά πάσα πιθανότητα, κατά το μακρύ ταξίδι τους στο Σύμπαν, οι κοσμικές ακτίνες περνούν από περιοχές όπου παλιότερα είχαν σημειωθεί εκρήξεις υπερκαινοφανών άστρων και εκεί κερδίζουν ενέργεια και επιταχύνονται σε ταχύτητες που πλησιάζουν την ταχύτητα του φωτός.

Υπολείμματα έκρηξης υπερκαινοφανούς άστρου, όπου επιταχύνονται οι κοσμικές ακτίνες.

Όταν η κοσμική ακτινοβολία φτάσει στη Γη, μπαίνει στην ατμόσφαιρα δημιουργώντας μια «βροχή» από δευτερεύοντα σωματίδια τα οποία απλώνονται σε έκταση δεκάδων τετραγωνικών χιλιομέτρων στην επιφάνεια της Γης. Καθώς είναι ιονίζουσα ακτινοβολία ως επί το πλείστον, μπορεί να ανιχνευθεί από κατάλληλους γήινους ανιχνευτές, όπως εκείνοι του παρατηρητηρίου Πιερ Οζέ (από το όνομα του ανθρώπου που ανακάλυψε το φαινόμενο της εισόδου των κοσμικών ακτίνων στη γήινη ατμόσφαιρα) που βρίσκεται στην Αργεντινή.

Η κοσμική σκιά της Σελήνης

Δυστυχώς, τα μαγνητικά πεδία του Γαλαξία μας, του ηλιακού συστήματος και της Γης αλλοιώνουν την πορεία των κοσμικών ακτίνων στο χώρο και έτσι είναι πολύ δύσκολο να βρούμε από πού προέρχονται αυτές, ακόμη και αν τις ανιχνεύσουμε. Τουλάχιστον έτσι πιστεύαμε μέχρι τώρα. Γιατί οι επιστήμονες του Πιερ Οζέ κατάφεραν για πρώτη φορά να χαρτογραφήσουν τις κοσμικές ακτίνες σε όλη την έκταση του ουρανού του νοτίου ημισφαιρίου και βρήκαν ότι αυτές δεν είναι ομοιόμορφα κατανεμημένες αλλά αντίθετα εντοπίστηκαν με αρκετή ακρίβεια οι πηγές τους που δεν είναι άλλες παρά κοντινοί γαλαξίες με εξαιρετικά λαμπρούς πυρήνες.

Παράθυρο στο Σύμπαν

Η κατανόηση της προέλευσης και της φύσης των κοσμικών ακτίνων είναι πολύ σημαντική γιατί αποτελούν το μόνο δείγμα ύλης εκτός του ηλιακού μας συστήματος. Ακόμη, επιτρέπει να κατανοήσουμε τα βλαβερά αποτελέσματά τους στον άνθρωπο σε μελλοντικές επανδρωμένες αποστολές, όπως εκείνες στον Άρη, που αναμένεται να διαρκέσουν τουλάχιστον 30 μήνες. Αν και στην επιφάνεια της Γης ο άνθρωπος είναι σχετικά προστατευμένος από τις κοσμικές ακτίνες, στο εξώτερο διάστημα μπορεί να αποτελούν σοβαρό κίνδυνο για τους αστροναύτες (καταστρέφοντας το DNA και δημιουργώντας κινδύνους για καρκίνο, καταρράκτη και νευρολογικές διαταραχές) αλλά και για τα ηλεκτρονικά όργανα των διαστημικών αποστολών. Επίσης, οι κοσμικές ακτίνες επηρεάζουν ατμοσφαιρικά φαινόμενα όπως η δημιουργία κεραυνών, ακόμα και τις γήινες κλιματικές αλλαγές.

Κένταυρος Α, κοντινός γαλαξίας στον πυρήνα του οποίου μια γιγάντια μελανή οπή παράγει κοσμική ακτινοβολία.

Επομένως η ανακάλυψη των επιστημόνων του Πιερ Οζέ ανοίγει πραγματικά ένα νέο παράθυρο στο Σύμπαν, μέσα από το οποίο μπορούμε να δούμε φαινόμενα που ποτέ πριν δεν είχαν παρατηρηθεί από τον άνθρωπο.

Advertisement