Balonu kosmisko daļiņu pētījumi, kas sākās pirms vairāk nekā gadsimta, nākamgad iegūs lielu stimulu - līdz pat zemas Zemes orbītai, kad NASA kosmisko staru enerģētika un masa (CREAM) tiks nosūtīta uz Kosmosa staciju, tādējādi kļūstot par (vai esat tam gatavs?) ISS-KRĒMS, kas īpaši izstrādāts, lai noteiktu īpaši enerģijas enerģijas kosmiskos starus un palīdzētu zinātniekiem noteikt, kāds varētu būt viņu noslēpumainais (-ie) avots (-i).
"Atbilde ir tāda, kādu pasaule gaida 100 gadus," sacīja programmas zinātnieks Vernons Džounss.
Lasiet vairāk par šo “foršo” eksperimentu zemāk:
Kosmisko staru enerģētika un masa (CREAM) būs pirmais kosmisko staru instruments, kas paredzēts, lai atklātu tik lielus enerģijas diapazonus un tik ilgstoši kosmosā. Zinātnieki cer atklāt, vai kosmiskos starus paātrina viens iemesls, kas, domājams, ir supernovas. Jaunais pētījums arī varētu noteikt, kāpēc pie ļoti augstas enerģijas tiek atklāts mazāk kosmisko staru, nekā paredzēts teorijā.
"Kosmiskie stari ir enerģētiskas daļiņas no kosmosa," sacīja ERE-Suk Seo, CREAM pētījuma galvenais pētnieks. “Tie nodrošina tiešu matērijas paraugu no Saules sistēmas. Mērījumi parādīja, ka šo daļiņu enerģija var sasniegt 100 000 triljonus elektronu voltu. Šī ir milzīga enerģija, kas pārsniedz un pārspēj jebkuru enerģiju, ko var radīt ar cilvēka radītiem paātrinātājiem, pat ar lielu hadronu sadursmi CERN. ”
Pētnieki plāno izpētīt arī kosmisko staru atklāšanas samazināšanos, ko sauc par spektrālo “ceļgalu” un kas notiek aptuveni tūkstoš triljonu elektronu voltu (eV) līmenī, un tas ir aptuveni 2 miljardus reižu jaudīgāks nekā emisijas medicīniskajā kodolieroču skenēšanas sistēmā. Neatkarīgi no tā, kas izraisa kosmiskos starus vai filtrē tos, pārvietojoties pa galaktiku, tas no 1000 iedzīvotājiem izceļ kodumu no 1000 triljoniem elektronu voltu uz augšu. Turklāt kosmisko staru spektrs sniedzas daudz tālāk, nekā tiek uzskatīts, ka supernovas spēj radīt.
Lai risinātu šos jautājumus, NASA plāno izvietot CREAM uz kosmosa stacijas, kļūstot par ISS-CREAM. Instruments ir lidojis sešas reizes kopumā 161 dienas ar ilgstošiem gaisa baloniem, kas riņķo ap Dienvidpolu, kur Zemes magnētiskā lauka līnijas būtībā ir vertikālas.
Ideja par enerģētiskām daļiņām, kas nāk no kosmosa, nebija zināma 1911. gadā, kad Viktors Hess, 1936. gada Nobela prēmijas fizikas laureāts, kurš tika kreditēts par kosmisko staru atklāšanu, paņēma gaisā, lai risinātu noslēpumu, kādēļ materiāli ar elektriskā augstuma palīdzību kļuva vairāk elektrificēti - efektu sauca par gaismu. jonizācija. Cerības bija, ka jonizācija vājinās, kad cilvēks nonāks tālāk no Zemes. Hess izstrādāja jutīgus instrumentus un aizveda tos līdz 3,3 jūdzēm (5,3 kilometriem), un viņš konstatēja, ka jonizācija palielinājās līdz četrkāršai ar augstumu, dienu vai nakti.
Labāka kosmisko staru izpratne palīdzēs zinātniekiem pabeigt iesākto darbu, kad Hess negaidīti pārvērtēja zemes jautājumu par zvaigžņu mīklu. Atbildēšana uz šo mīklu palīdzēs mums saprast slēptu, fundamentālu aspektu, kā mūsu galaktika un, iespējams, Visums ir uzbūvēts un darbojas.
Parādība drīz ieguva populāru, bet mulsinošu nosaukumu - kosmiskos starus, no kļūdainas teorijas, ka tie bija rentgena vai gamma stari, kas ir elektromagnētiskais starojums, tāpat kā gaisma. Tā vietā kosmiskie stari ir ātras un lielas enerģijas vielas daļiņas.
Kā daļiņas kosmiskos starus teleskopā nevar fokusēt tāpat kā gaismu. Tā vietā pētnieki atklāj kosmiskos starus ar gaismas un elektrisko lādiņu palīdzību, kas rodas, kad daļiņas ieslīgst matērijā. Pēc tam zinātnieki izmanto detektīvu darbu, lai identificētu oriģinālo daļiņu, tieši izmērot tās elektrisko lādiņu un enerģijas noteikšanu no gružu daļiņu lavīnas, izveidojot savas pārklājošās takas.
CREAM šo izsekošanas darbu veic, izmantojot jonizācijas kalorimetru, kas paredzēts, lai kosmiskie stari izdalītu enerģiju. Oglekļa, volframa un citu materiālu slāņi satur labi zināmus kodola “šķērsgriezumus” kaudzē. Elektriskie un optiskie detektori mēra notikumu intensitāti, kad kosmiskās daļiņas, sākot no ūdeņraža līdz dzelzs, nokļūst caur instrumentu.
Lai arī CREAM gaisa balonu lidojumi sasniedza lielu augstumu, virs tā saglabājās pietiekami daudz atmosfēras, lai traucētu mērījumus. Plāns uzstādīt instrumentu kosmosa stacijas ārpuses novietos to virs atmosfēras aizēnojošajiem efektiem 250 jūdžu (400 kilometru) augstumā.
"Ko mēs tagad varam likt lietā, risinot daudzās mīklas, kas joprojām pastāv attiecībā uz kosmisko staru izcelsmi un sastāvu?"
- Viktors F. Hess, Nobela lekcija, 1936. gada decembris
Avots: NASA
