Космі́чні про́мені — високоенергетичні елементарні частинки або атомні ядра, які прилітають за Землю з космосу зі швидкістю, близькою до швидкості світла. Вони походять від Сонця, вибухів наднових зір, активних ядер галактик та динамічних процесів в міжзоряному газі. Після зіткнення з атмосферою Землі космічні промені утворюють атмосферні зливи, утворені великою кількістю вторинних частинок, деякі з яких досягають поверхні Землі. Однак, основна маса космічних променів відхиляється магнітосферою або геліосферою й не досягає Землі.
Незважаючи на назву «промені», космічні промені є не електромагнітним випромінюванням, а потоком частинок. Ця назва виникла ще в той час, коли природа космічних променів була незрозуміла, аналогічна іншим назвам тієї ж епохи: катодні промені, альфа-промені, бета-промені.
Теоретично, максимальна енергія космічних променів обмежена межею Грейзена–Зацепіна–Кузьміна 5·1019 еВ, хоча спостерігається певна кількість космічних променів надвисоких енергій, які перевищують цю межу. Наприклад, рекордна частинка Oh-My-God мала енергію порядку 3·1020 еВ - в мільйони різів більше енергій в земних прискорювачах частинок і порядку енергії м'яча після удару.
Космічні промені були відкриті Віктором Гессом у 1912 році під час експериментів на повітряній кулі, за що він був нагороджений Нобелівською премією з фізики 1936 року. Зараз вони досліджуються за допомогою різних обсерваторій космічних променів - черенковських телескопів, мереж детекторів для реєстрації вторинних частинок від атмосферних злив, запущених в космос або піднятих на повітряних кулях детекторів частинок.
Історія
Відкриття
![image](https://www.wikidata.uk-ua.nina.az/image/aHR0cHM6Ly93d3cud2lraWRhdGEudWstdWEubmluYS5hei9pbWFnZS9hSFIwY0hNNkx5OTFjR3h2WVdRdWQybHJhVzFsWkdsaExtOXlaeTkzYVd0cGNHVmthV0V2WTI5dGJXOXVjeTkwYUhWdFlpOHhMekV4TDBobGMzTkxiMnd1YW5Cbkx6SXlNSEI0TFVobGMzTkxiMnd1YW5Cbi5qcGc=.jpg)
![image](https://www.wikidata.uk-ua.nina.az/image/aHR0cHM6Ly93d3cud2lraWRhdGEudWstdWEubmluYS5hei9pbWFnZS9hSFIwY0hNNkx5OTFjR3h2WVdRdWQybHJhVzFsWkdsaExtOXlaeTkzYVd0cGNHVmthV0V2WTI5dGJXOXVjeTkwYUhWdFlpODFMelZrTDBobGMzTmlZV3hzYjI0dWFuQm5Mekl5TUhCNExVaGxjM05pWVd4c2IyNHVhbkJuLmpwZw==.jpg)
Після відкриття радіоактивності Анрі Беккерелем у 1896 році вважалося, що спостережувана іонізація повітря спричинена лише випроміненням радіоактивних елементів у Землі та, можливо, радіоактивних газів в атмосфері. Кілька вимірювань залежності йонізації повітря від висоти, виконаних у 1900-1910 роках, вказували на меншу йонізацію на більших висотах, що узгоджувалось з ідеєю про поглинання в атмосфері випущеного Землею йонізуючого випромінювання.
У 1909 році розробив електрометр, пристрій для вимірювання швидкості утворення іонів усередині герметично закритого контейнера, і використав його, щоб показати вищі рівні радіації на вершині Ейфелевої вежі, ніж біля її основи. Однак його стаття, опублікована в Physikalische Zeitschrift, не отримала широкого прийняття. У 1911 році Доменіко Пачіні спостерігав одночасні зміни швидкості іонізації над поверхнею озера і на глибині 3 метри під його поверхнею. Під водою радіоактивність була менша, з чого Пачіні зробив висновок, що певна частина іонізації має бути обумовлена не радіоактивністю земних порід, а іншими джерелами.
У 1912 році Віктор Гесс під час польоту на повітряній кулі підняв три високоточні електрометри Вульфа точності на висоту 5300 метрів. Він виявив, що швидкість іонізації збільшилася приблизно вчетверо порівняно з її значенням на поверхні землі. Гесс виключив Сонце як джерело випромінювання, здійснивши підйом повітряної кулі під час майже повного затемнення. Гесс спостерігав зростання радіації з висотою і дійшов висновку, що «результати спостережень найкраще пояснюються припущенням, що випромінювання дуже високої проникаючої здатності потрапляє в атмосферу згори». У 1913–1914 роках підтвердив попередні результати Віктора Гесса, вимірявши підвищення іонізації на висоті 9 км.
У 1936 році за своє відкриття Гесс отримав Нобелівську премію з фізики.
Ідентифікація
Бруно Россі написав, що:
В кінці 1920-х - на початку 1930-х років техніка самозапису електроскопів, проведених повітряними кульками у найвищі шари атмосфери або занурених на великі глибини під водою, була доведена до безпрецедентного рівня досконалості німецьким фізиком Еріхом Регенером та його групою. Цим вченим ми зобов’язані деякі найточніші вимірювання, які коли-небудь проводилися іонізацією космічних променів, як функція висоти та глибини.
У 1931 р. Ернест Резерфорд заявив, що "завдяки точним експериментам професора Мілікана та ще більш далекосяжним експериментам професора Регенера ми вперше отримали криву поглинання цих випромінювань у воді, на яку ми можемо сміливо покладатися".
Термін «космічні промені» запровадив у 1920-х роках Роберт Міллікен, який здійснив вимірювання іонізації від глибин під водою до великих висот, по всьому світі. Міллікен вважав, що первинні космічні промені — це гамма-промені, тобто, енергетичні фотони. Міллікен запропонував теорію, що вони утворюються в міжзоряному просторі як сторонні продукти нуклеосинтезу, а вторинні електрони утворюються в атмосфері шляхом комтонівського розсіювання гамма-променів. Але 1927 року, пропливаючи з Яви до Нідерландів, Джейкоб Клей виявив, що інтенсивність космічних променів зростає від тропіків до середніх широт. Ефект вказував на те, що первинні космічні промені відхиляються геомагнітним полем і тому мають бути зарядженими частинками, а не фотонами. Пізніше це було підтверджено в багатьох експериментах.
У 1930 році Бруно Россі передбачив різницю між інтенсивністю космічних променів, що надходять зі сходу й заходу, яка залежить від заряду первинних частинок — так званий «ефект схід-захід». Три незалежні експерименти виявили, що інтенсивність насправді більша із заходу. Протягом 1930 - 1945 рр. різноманітні дослідження підтвердили, що первинними космічними променями є переважно протони, а вторинне випромінювання, яке утворюється в атмосфері, — це насамперед електрони, фотони та мюони. У 1948 р. спостереження за ядерними емульсіями, перенесеними повітряними кулями до верхньої частини атмосфери, показали, що приблизно 10% первинних ядер складають ядра гелію (альфа-частинки), а 1% - ядра важчих елементів, таких як вуглець, залізо та свинець.
Під час випробування свого обладнання для вимірювання ефекту схід-захід Россі зауважив, що майже одночасне скидання двох відокремлених лічильників Гейгера трапляється частіше, ніж очікувалося. У своєму звіті про експеримент Россі написав, «... здається, що раз у раз спостережне обладнання потрапляє під великі потоки частинок, що викликає збіги між лічильниками, навіть розміщеними на великих відстанях один від одного». У 1937 році П’єр Оже, не знаючи попереднього звіту Россі, виявив те саме явище й детально дослідив його. Він зробив висновок, що первинні частинки космічних променів високої енергії взаємодіють із ядрами повітря високо в атмосфері, ініціюють каскад вторинних взаємодій, що в підсумку дає зливу електронів і фотонів, які досягають поверхні Землі.
Радянський фізик Сергій Вєрнов вперше застосував радіосони[] для реєстрації космічних променів інструментом на повітряній кулі. 1 квітня 1935 р. він здійснив вимірювання на висоті до 13,6 кілометрів, використовуючи пару лічильників Гейгера в ланцюзі проти збігу, щоб уникнути підрахунку вторинних потоків.
Хомі Дж. Бхабха отримав вираз для ймовірності розсіяння позитронів електронами - процес, відомий зараз як розсіювання Бхабхи. Його спільна з Уолтером Хайтлером публікація 1937 року описувала, як первинні космічні промені з космосу взаємодіють із верхньою атмосферою, утворюючи частинки, що спостерігаються на рівні Землі.
Розподіл енергії
Вимірювання енергетичних напрямків і напрямків надходження первинних космічних променів надвисокої енергії методами відбору проб густини та швидкого хронометражу вперше були проведені в 1954 році членами Космічної промінь групи Россі в Массачусетському технологічному інституті. В експерименті було використано одинадцять сцинтиляційних детекторів, розташованих у колі діаметром 460 метрів на майданчику станції Агассіс в обсерваторії Гарвардського коледжу. З цієї роботи та багатьох інших експериментів, проведених у всьому світі, зараз відомо, що енергетичний спектр первинних космічних променів виходить за межі 10 20 eV. Наразі величезний експеримент проводиться на майданчику в пампасах Аргентини міжнародним консорціумом фізиків. Проєкт був першим у чолі з Джеймсом Кронін, переможець 1980 Нобелівської премії з фізики з університету Чикаго, і Алан Уотсон з Університету Лідса, а пізніше іншими вченими міжнародного рівня - П'єром Оже. Їх мета - дослідити властивості та напрямки прибуття первинних космічних променів найвищої енергії. Очікується, що результати матимуть важливе значення для фізики частинок та космології через теорію Грейзен-Зацепін-Кузьмін, яка обмежує енергію космічних променів на великі відстані (близько 160 мільйонів світлових років), що виникає вище 10 20 еВ через взаємодію із залишковими фотонами. В даний час обсерваторія П'єра Оже проходить модернізацію, щоб підвищити її точність і знайти докази для ще не підтвердженого походження найбільш енергетичних космічних променів.
Високоенергетичні гамма-промені (>50 МеВ) були нарешті виявлені в первинному космічному випромінюванні експериментом MIT, проведеним на супутнику OSO-3 в 1967 р. Компоненти як галактичного, так і позагалактичного походження були окремо визначені за інтенсивністю значно менше 1% первинно заряджених частинок. З того часу численні супутникові обсерваторії гамма-променів склали карту неба гамма-променів. Найновішою є обсерваторія Фермі, яка створила карту, що показує вузьку смугу інтенсивності гамма-променів, що виробляється в дискретних та дифузних джерелах нашої галактики, та численні точкоподібні позагалактичні джерела, розподілені по небесній сфері.
Склад
![image](https://www.wikidata.uk-ua.nina.az/image/aHR0cHM6Ly93d3cud2lraWRhdGEudWstdWEubmluYS5hei9pbWFnZS9hSFIwY0hNNkx5OTFjR3h2WVdRdWQybHJhVzFsWkdsaExtOXlaeTkzYVd0cGNHVmthV0V2WTI5dGJXOXVjeTkwYUhWdFlpODRMemhpTDBOdmMyMXBZMTl5WVhsZlpteDFlRjkyWlhKemRYTmZjR0Z5ZEdsamJHVmZaVzVsY21kNUxuTjJaeTh6TmpCd2VDMURiM050YVdOZmNtRjVYMlpzZFhoZmRtVnljM1Z6WDNCaGNuUnBZMnhsWDJWdVpYSm5lUzV6ZG1jdWNHNW4ucG5n.png)
Можна виділити дві великі категорії космічних променів: первинні та вторинні. Космічні промені від позасонячних астрофізичних джерел є первинними космічними променями; вони можуть взаємодіяти з матерією міжзоряного середовища і утворювати вторинні космічні промені. Сонце також продукує космічні промені невисоких енергій переважно під час сонячних спалахів. Точний склад первинних космічних променів, поза атмосферою Землі, залежить від діапазону спостережуваного енергетичного спектру. Загалом, майже 90 % всіх космічних променів, що надходять складають протони, близько 9 % ядра гелію (альфа-частинки) та майже 1 % — електрони. Залишок складають інші важчі ядра, які є продуктами зоряних реакцій ядерного синтезу. Вторинні космічні промені складаються з легких ядер, які не є продуктами життєдіяльності зір, але є результатом Великого Вибуху, це переважно літій, берилій та бор. Цих легких ядер значно більший вміст в космічних променях (співвідношення приблизно 1:100 частинок), а ніж в сонячній атмосфері, де їхній вміст становить близько 10−7 вмісту ядер гелію.
Ці відмінності у вмісті є наслідком процесів формування вторинних космічних променів. При взаємодії важких ядер первинних космічних променів, наприклад, ядер карбону та оксигену, з матерією міжзоряного середовища, вони розпадаються на легші ядра (в так званому процесі розпаду космічних променів), літій, берилій та бор. Спостереження вказують на те, що енергетичні спектри літію, берилію та бору спадають дещо крутіше, а ніж спектри карбону та кисню, що вказує на те, що розпад ядер з більшою енергією трапляється рідше, імовірно внаслідок їхнього виходу з-під дії . Розпад впливає також і на вміст Sc, Ti, V та Mn в космічних променях, які продукуються зіткненнями ядер феруму та нікелю з матерією міжзоряного середовища.
В минулому, вважалось, що космічні промені зберігають свій потік сталим. Недавні ж дослідження надали докази 1,5-2 тисячолітніх змін в потоці космічних променів протягом останніх сорока тисяч років.
Якщо мати на увазі весь енергетичний діапазон, в якому спостерігаються космічні промені, то безумовно, слід визнати, що завершена теорія цього питання відсутня. Навіть в відношенні походження Галактичних Космічних Променів навряд чи в наш час можна претендувати на більше, ніж створення розумних моделей які б пояснювали найбільш суттєві факти. До таких слід віднести в першу чергу, величину густини енергії космічних променів ~10-12 ерг/см3, а також степеневу форму енергетичного спектру, яка не зазнає яких-небудь різких змін аж до енергії ~3·1015 еВ, де показник диференціального енергетичного спектру всіх частинок міняється з -2.7 на -3.1. Вимоги до енергетичної потужності джерел, генеруючих космічні промені, досить високі, так що звичайні зорі Галактики не можуть їм задовольняти. Однак така потужність може бути отримана внаслідок вибуху наднової. Якщо під час вибуху виділяється енергія ~1051 ерг, а вибухи відбуваються з частотою 1 раз в 30-100 років, то потужність, яка генерується при вибухах наднових, складає ~1042 ерг/см3 і для забезпечення необхідної потужності космічних променів достатньо лиш декількох процентів енергії спалаху. Питання про формування спостережного енергетичного спектра космічних променів далеко не тривіальний. Необхідно передати макроскопічну енергію намагніченої плазми (оболонки наднової яка розширяється) індивідуальним зарядженим частинкам, забезпечуючи при цьому такий розподіл енергії, який суттєвим образом відрізняється від теплового. Найбільш вірогідним механізмом прискорення космічних променів до енергії ~1015 еВ, а, можливо і вище, представляється наступник. Рух скинутої при вибусі оболонки породжує в оточуючому міжзоряному середовищі ударну хвилю. Диффузійний розподіл заряджений частинок, захоплених в процес прискорення, дозволяє їм багатократно перетинати фронт ударної хвилі. Кожна пара послідовних перетинів збільшує енергію частинки пропорційно вже досягнутій енергії (механізм, запропонований Фермі), що і призводить до пришвидшення космічних променів. По мірі збільшення числа перетинів фронту ударної хвилі росте і імовірність покинути область прискорення, так що кількість частинок падає по мірі росту енергії приблизно степеневим чином. Прискорення виявляється досить ефективним, а спектр пришвидшених частинок жорстким ~Е−2 аж до ~Еmax — максимально допустимій енергії пришвидшених частинок. Ранні припущення про походження космічних променів датуються 1934 роком, коли Фріц Цвіккі та Вальтер Бааде запропонували ідею виникнення космічних променів, як результат процесів у наднових. А у 1948 році, Хорес Бебкок припустив, що змінні магнітні зорі теж можуть бути джерелом космічних променів. Згодом, Й. Секідо та ін., ідентифікували Крабоподібну туманність як джерело космічних променів. З тих пір, почала з'являтись велика кількість різноманітних потенційних джерел космічних променів, в тому числі наднові, активні ядра галактик, квазари та гамма-спалахи. Наступні експерименти допомогли визначити джерела космічних променів з більшою достовірністю. У 2009 році, у статті представленій вченими з обсерваторії П'єра Оже на Міжнародній Конференції Космічних Променів, було показано, що космічні промені надвисоких енергій зароджуються в області неба, дуже близькій до радіогалактики Кентавр А, хоча автори спеціально зазначили, що для безумовного підтвердження Кентавр А, як джерела космічних променів, необхідні подальші дослідження. Однак не було знайдено ніякої кореляції між частотою гамма-спалахів і космічними променями, в результаті чого, авторам довелося встановити нижню межу енергії космічних променів з гамма-спалахів до 3,4 × 10−6 ерг см−2, на потік від 1 Гев до 1 Тев. У 2009 році наднові, як заявили дослідники, були скуті відкриттям зробленим групою вчених з використанням даних з Дуже Великого Телескопа. Однак, цей аналіз був спростований даними з детектора PAMELA, які продемонстрували що «спектральні форми (ядер водню і гелію) різні, і не можуть достовірно описуватись єдиним законом», що в свою чергу передбачає більш складний процес утворення космічних променів. Проте, у лютому 2013, спостереження нейтрального розпаду піонів на основі аналізу даних з телескопу Fermi, показали що наднові дійсно були джерелом космічних променів, причому кожен вибух продукує приблизно 3 × 1042 — 3 × 1043 Дж космічних променів. Однак наднові не вирішують повністю питання про походження космічних променів, і навіть питання про їхній внесок у загальну кількість космічних променів, не може бути вирішене без подальших досліджень в цьому напрямку.
Взаємодія космічних променів з земною атмосферою
Властивість атмосфери поглинати космічні промені була виявлена ще в перших експериментах В. Гесса. Попадаючи в атмосферу Землі, космічні промені (в основному протони і ядра більш тяжких елементів ніж водень) відчувають зіткнення з її атомами і молекулами. В результаті відбувається розщеплення ядер і утворення численних вторинних частинок. Середня відстань, яку встигає пройти протон в атмосфері, відповідає приблизно 1/13 частині її товщини. Це означає, що він може неодноразово вступати в процеси взаємодії з ядрами повітря, перш ніж остаточно загинути. Звідси випливає, що на менших висотах поблизу Землі, або інакше кажучи на «великих глибинах» в атмосфері існує лиш вторинна компонента космічних променів. Склад вторинної компоненти обумовлений фізичними процесами взаємодії первинної частинки з ядрами атмосфери. Цей процес називається каскадним. В початковому акті взаємодії основну роль грають елементарні частинки — народжуються піони або π-мезони, серед яких є нейтральні π0 і заряджені π±. Взаємодіючи з ядрами повітря, заряджені π± мезони генерують нові зливи до тих пір, поки їх енергія не знизиться до 109 еВ. В першому акті взаємодії зазвичай народжується більш ніж 50 нових частинок. В результаті розпаду π± мезонів утворюються мюони і нейтрино. В складі вторинного випромінювання присутні нейтрони. Ця частина каскаду має назвунизивається «адронна злива». Нейтральні мезони (π0) — їх приблизно одна третя — розпадаються на гамма-кванти, які в кулонівському полі ядер народжують електрони і позитрони. Тормозне випромінювання електрон-позитронної пари призводить до появи низькоенергетичних гамма-квантів — фотонів. Ця злива називається електромагнітною. Адронна злива сама виробляє нейтральні піони, тим самим забезпечуючи додатковий вклад в електромагнітний каскад. На рівні моря залишається не більш ніж 1 % від їх початкового потоку первинних частинок. Поряд з зарядженими частинками в атмосферу можуть потрапляти космічні гамма-кванти високих енергій. В цьому випадку злива частинок буде чисто електромагнітною. Вторинні заряджені частинки — електрони і позитрони, народженні в каскадному процесі, можуть створювати черенковське і флюоресцентне світіння атмосфери. Процес утворення нових частинок має лавиноподібний характер до тих пір, поки конкурентні потоки енергії не стануть домінувати. На деякій висоті над Землею формується максимум числа частинок зливи. Число частинок в зливі величезне: в максимумі воно пропорційне енергії первинної частинки і може досягати ~109 частинок. Потік галактичних космічних променів, які бомбардують Землю, приблизно ізотропний і постійний в часі, складає ~1 частинка/см2с (до входження в земну атмосферу). Густина енергії галактичних космічних променів ~1 еВ/см3, що порівняно з сумарною енергією електромагнітного випромінювання зірок, теплового руху міжзоряного газу і галактичного магнітного поля. Таким чином, галактичні промені — важливий компонент Галактики. В результаті взаємодії з ядрами атмосфери, первинні космічні промені (в основному протони) створюють велику кількість вторинних частинок — піонів, протонів, нейтронів, мюонів, електронів, позитронів і фотонів. Таким чином, замість однієї первинної частинки виникає велика кількість вторинних частинок, які діляться на адронну, мюонну і електронно-фотонну компоненти. Такий каскад покриває велику територію і називається широкою атмосферною зливою. В одному акті взаємодії, протон зазвичай втрачає ~50 % своєї енергії, а в результаті взаємодії виникають в основному піони. Кожна наступна взаємодія первинної частинки додає в каскад нові адрони, які летять переважно в напрямку первинної частинки, утворюючи адронний кор зливи. Утворенні піони можуть взаємодіяти з ядрами атмосфери, а можуть розпадатись, формуючи мюонну і електронно-фотонну компоненту зливи. Адронна компонента до поверхні Землі практично не доходить, перетворюючись в мюони, нейтрино і гамма-кванти в результаті розпадів.
π0 → 2γ , π+(або K+) → μ+ + ʊμ, π-(або K-) → μ- + ʊ̃μ, K+,–,0 → 2π, μ+ → e+ + ʊe + ʊ̃μ, μ– → e– + ʊ̃e + ʊμ.
Утворені при розпаді нейтральних піонів гамма-кванти породжують електрон-позитронні пари і гамма-кванти наступних поколінь. Заряджені лептони втрачають енергію на іонізацію і радіаційне тормозіння. Поверхні Землі в основному досягають релятивістські мюони. Електронно-фотонна компонента поглинається сильніше. Один протон з енергією > 1014 еВ може створити 106 — 109 вторинних частинок. На поверхні Землі адронні зливи концентруються в області порядку декількох метрів, електрон-фотонна компонента — в області ~100 м, мюонна — декількох сотень метрів. Потік космічних променів на рівні моря приблизно в 100 раз менший потоку первинних космічних променів.
Космічні промені на земній поверхні
Космічні промені відхиляються в магнітному полі Землі. Їхня інтенсивність залежить від широти. Особливо цей ефект проявляється в екваторіальних областях, де магнітне поле перешкоджає проникненню космічних променів набагато більше, ніж біля полюсів. Крім того, позитивно заряджені частинки відхиляються на схід, а негативно заряджені частинки відхиляються на захід.
Інтенсивність космічних променів зростає із збільшенням висоти, досягаючи максимуму приблизно на висоті 20-25 км. За межами земної атмосфери існують області із підвищеною інтенсивністю космічних променів, що називаються радіаційними поясами Ван Аллена.
Поширення космічних променів у Галактиці
Космічні промені не поширюються по прямій, а дифундують в магнітних полях Галактики. Експериментально спостережене відношення потоків легких і середніх ядер складає (для ядер з енергією більше 2.5 ГеВ/нуклон) NL/NM=0.3±0.05, тоді як відповідна величина для зір складає 10−6. Отже, космічні промені екстремально збагачені легкими ядрами, і раз цих ядер практично немає в джерелах, вони з'являються в результаті взаємодії більш важких ядер. Для того, що б це відбувалось, потрібно, як показують оцінки, пройти в міжзоряному середовищі кількість речовини рівну xg=5~10 г/см2. Цю величину слід співставити з кількістю речовини Галактики, яке проходить по прямій xog=ρ·RG≈0.01 г/см2. Відношення xg до xog ≈ 103, що і означає необхідність дифузії. При енергії в декілька ГеВ на нуклон, час життя космічних променів складає ≈ 3.107 років і потім спадає. Крім того, оскільки Сонячна система знаходиться на периферії Галактики, то при відсутності дифузії (або слабкій дифузії), потік з центру Галактики міг би помітно перевищувати потік з протилежного напрямку. Але дані по анізотропії потоку з протилежного напрямку свідчать про те, що величина анізотропії аж до енергій 1014 еВ залишається малою (<10−3), що дає ще один аргумент в користь наявності дифузії. Дифузія в магнітному полі має не скалярний, а тензорний характер.
Джерела космічних променів
У 1934 році, Бааде та Цвіккі запропонували в якості джерел космічних променів наднові зорі. У 1948 році Горес Бебкок припустив, що джерелом космічних променів можуть буті магнітні змінні зорі. Згодом Секідо та ін. (1951) визначили Крабоподібну туманність як джерело космічних променів. Після цього в якості потенційних джерел космічних променів висували наднові зорі, активні ядра галактик, квазари та гамма-спалахи.
Першим механізм прискорення частинок в ударній хвилі був запропонований Жакко Вінком у 2004 році. Він оснований на спостереженнях за залишком наднової, відомої як Кассіопея А і названий "прискоренням на фронті ударної хвилі". Протони розсіюються на магнітних полях, що переносять фронти ударних хвиль. Через хаотичні направленість і напруженість магнітного поля кут розсіювання сильно змінний у часі, і тому при розсіюванні у магнітному полі внутрішнього ударного фронту протон може прискорюватися. На зовнішньому фронті хвилі його може розсіяти назад, щоб прискорити його на внутрішньому фронті знову. За допомогою цього механізму заряджені частинки можуть бути прискорені до енергій спостережних космічних променів. Механізм активно використовується і досі як основний для пояснення утворення космічних променів у наднових, а також у активних ядрах галактик.
У 2009 році на основі спостережень на Дуже великому телескопі групою вчених на чолі із Евелін Хелдер була створена модель прискорення частинок при вибухах наднових. Така модель була основана на спостереженнях за залишком наднової RCW 86. Зоря вибухнула на відстані приблизно 8200 світлових років у 185 році нашої ери, записи про неї були зроблені китайськими астрономами. Вчені вимірювали температуру та швидкість руху газу за ударною хвилею, створеною вибухом зірки. Вони виявили, що газ при 30 мільйонів К був мав значно меншу швидкість, ніж можна було б очікувати, враховуючи швидкість ударної хвилі. Був зроблений висновок, що замість того, щоб нагрівати газ, частина енергії наднової спрямовувалася на прискорення частинок до релятивістських швидкостей.
У 2013 році, аналіз даних з телескопу Фермі зі спостережень залишків наднових IC 433 і W44 показав, що частина енергії дійсно йде на розгін частинок, причому кожний вибух наднової спричинює до 3×1043 Дж космічних променів, що складає близько 0.1% від загальної енергії спалаху. Були помічені характерні особливості гамма-спектру, що вказували на розпад піона, який, у свою чергу, вказує на високоенергетичні космічні промені.
Активним джерелом космічних променів також є Сонце. Енергія таких частинок варіюється від кількох кеВ до ГеВ, тоді як найбільш потужний космічний промінь мав енергію порядку 1020 еВ, що вище на 11 порядків. З іншого боку, потік їх значно вищий, так як джерело (Сонце) знаходиться набагато ближче всіх інших джерел. Вважається, що на Сонці такі частинки генеруються при сонячних спалахах.
Серед інших джерел космічних променів пропонують також нейтронні зорі. У молодих нейтронних зорях із періодами обертання <10 мс діють магнітогідродинамічні сили, як у квазінейтральної рідини із надпровідної плазми із протонів та електронів, що перебувають у нейтронній речовині, можуть прискорювати ядра заліза до швидкостей космчіних променів надвисоких енергій. Магнітне поле, що утворюється надтекучою нейтронною рідиною при швидкому обертанні, напруженістю 108–1011Тл. Така нейтронна зоря класифікується як магнітар. Це магнітне поле є найпотужнішим у спостережуваному Всесвіті і створює релятивістський зоряний вітер, який, як вважається, прискорює ядра заліза, що залишилися від наднової, до необхідної енергії. Це підтверджується спостереженням у 2019 році космічних променів із енергіями >100 ТеВ у Крабоподібної туманності, де знаходиться молодий пульсар з періодом обертання 33 мс.
Також розглядаються активні ядра галактик (АЯГ) в якості прискорювачів частинок. Механізм пропонується схожий, що і запропонував Вінк для спалахів наднових - прискорення частинок у магнітному полі в ударній хвилі. Результати спостережень на обсерваторії П'єра Оже показують, що напрямки прильоту космічних променів надвисокої енергії співвідносяться із розташуваннями активних галактичних ядер. ДІйсно, висока кореляція спостерігалася в роботі 2007 року між розташуваннями АЯГ і 27-ма найпотужнішими космічними променями, зареєстрованих в період між 2004 і 2007 роками. Однак, оскільки використовувана кутова кореляційна шкала досить велика (3,1 градуси), ці результати не однозначно визначають походження таких частинок. АЯГ, тим не менш, можуть бути тісно пов'язаними з фактичними джерелами.
Класифікація
![image](https://www.wikidata.uk-ua.nina.az/image/aHR0cHM6Ly93d3cud2lraWRhdGEudWstdWEubmluYS5hei9pbWFnZS9hSFIwY0hNNkx5OTFjR3h2WVdRdWQybHJhVzFsWkdsaExtOXlaeTkzYVd0cGNHVmthV0V2WTI5dGJXOXVjeTkwYUhWdFlpOHdMekE0TDBGMGJXOXpjR2hsY21salgwTnZiR3hwYzJsdmJpNXpkbWN2TkRBd2NIZ3RRWFJ0YjNOd2FHVnlhV05mUTI5c2JHbHphVzl1TG5OMlp5NXdibWM9LnBuZw==.png)
За походженням, космічні промені можна розділити на два види:
- галактичні космічні промені і позагалактичні космічні промені, тобто частинки високої енергії, що приходять з-за меж Сонячної системи
- сонячні енергетичні частинки, частинки високої енергії (переважно протони), що випромінюються сонцем, головним чином під час сонячно-протоннх штормів
Часто, однак, термін «космічні промені» використовується для позначення лише позасонячного потоку.
Космічні промені утворюються в різних астрофізичних процесах. Такі первинні космічні промені складаються в основному з протонів і альфа-частинок (99%), з невеликою кількістю важчих ядер (≈1%) і надзвичайно малою часткою позитронів і антипротонів. Вторинні космічні промені спричинені розпадом первинних космічних променів під час їхньої взаємодії з атмосферою і складаються з фотонів, протонів, нейтронів, електронів, позитронів, мюонів, піонів та інших частинок. Причому, позитрони, мюони і піони були вперше виявлені саме в космічних променях.
Первинні космічні промені
Первинні космічні промені здебільшого походять з-за меж Сонячної системи, а іноді навіть з-за меж Чумацького Шляху. Коли вони взаємодіють з атмосферою Землі, вони утворюють вторинні частинки. Масова частка ядер гелію в космічних променях (28%) близька до первинної поширеності гелію у Всесвіті (24%). В менших кількостях в космічних променях зустрічаються і важчі ядра, звані HZE-іонами. Через високий заряд і масу HZE-іонів їхній внесок у дозу опромінення космонавта в космосі є значним, навіть незважаючи на те, що їх відносно мало. Частка літію, берилію та бору в космічних променях набагато вища, ніж у Всесвіті в цілому, бо вони утворюються в результаті - вибивання кластерів частинок з ядер вуглецю та кисню під час їх зіткнення з міжзоряною речовиною. Сколювання також відповідає за велику кількість іонів скандію, титану, ванадію та марганцю в космічних променях, які утворюються в результаті зіткнень ядер заліза та нікелю з міжзоряною речовиною. Елементний склад космічних променів залежить від енергії, і на найвищих енергіях частка важких ядер може зростати.
В первинних космічних променях також наявні античастинки, - позитрони і антипротони, - хоч їхня кількість і менша за 1% від загальної кількості частинок. За данми Магнітного альфа-спектрометра на борту Міжнародної космічної станції, на енергіях до 500 ГеВ позитронів в космічних променях приблизно в 5 разів менше, ніж електронів, а на вищих енергіях частка позитронів ще менша. Антипротони космічних променів мають набагато вищу середню енергію, ніж протони. Складні атомні ядра антиматерії в космічних променях не спостерігались, і виміряно, що кількість антигелію становить не більше 1.1 × 10−6 від кількості гелію.
Вторинні космічні промені
Коли космічні промені потрапляють в атмосферу Землі, вони стикаються з атомами, головним чином з киснем та азотом. Це породжує каскад легших частинок, так звану атмосферну зливу вторинних космічних променів, яка включає рентгенівські промені, протони, альфа-частинки, піони, мюони, електрони, нейтрино та нейтрони. Усі вторинні частинки, що утворюються в результаті зіткнення, рухаються по траєкторіях, які можуть відхилятись від початкового шляху первинної частинки на величину порядку одного градуса.
Типовими частинками, що утворюються в таких зіткненнях, є нейтрони та заряджені мезони, такі як позитивні чи негативні піони та каони. Деякі з них згодом розпадаються на мюони та нейтрино, які здатні досягати поверхні Землі. Деякі високоенергетичні мюони навіть проникають на деяку відстань у неглибокі шахти, а більшість нейтрино взагалі здатні пройти Землю наскрізь. Інші частинки розпадаються на фотони, створюючи електромагнітні каскади. Тому в повітряних зливах поряд з фотонами зазвичай домінують електрони і позитрони. Ці частинки, а також мюони можна легко виявити за допомогою багатьох типів детекторів частинок, таких як камери Вільсона, бульбашкові камери, водяні черенковські або сцинтиляційні детектори. Спостереження вторинного потоку частинок у кількох детекторах одночасно свідчить про те, що всі частинки походять від однієї події.
Методи детектування
Ця стаття є сирим з іншої мови. Можливо, вона створена за допомогою машинного перекладу або перекладачем, який недостатньо володіє обома мовами. (липень 2018) |
Існує два основних класи методів детектування космічних променів:
- Пряме детектування первинних космічних променів у космосі або на повітряних кулях у верхніх шарах атмосфери.
- Непряме детектування, тобто реєстрація вторинних космічних променів, утворених первинним при проходженні через атмосферу.
Потік космічних променів зменшується із збільшенням енергії, що перешкоджає прямому детектуванню на енергіях понад 1 ПеВ. Як пряме, так і непряме детектування реалізується кількома методами.
![image](https://www.wikidata.uk-ua.nina.az/image/aHR0cHM6Ly93d3cud2lraWRhdGEudWstdWEubmluYS5hei9pbWFnZS9hSFIwY0hNNkx5OTFjR3h2WVdRdWQybHJhVzFsWkdsaExtOXlaeTkzYVd0cGNHVmthV0V2WTI5dGJXOXVjeTkwYUhWdFlpOHdMekEyTDFaRlVrbFVRVk5mWVhKeVlYa3VhbkJuTHpZd01IQjRMVlpGVWtsVVFWTmZZWEp5WVhrdWFuQm4uanBn.jpg)
Пряме детектування
Пряме детектування можливе за допомогою всіх видів детекторів частинок на супутниках в космосі або на повітріних кулях у верхніх шарах атмосфери. Однак обмеження на вагу та розмір звужують вибір детекторів.
Один з методів використовує підніту на повітряній кулі стопку тонких полікрбонатних аркушів. Проходження космічних променів викликає розрив хімічних зв’язків або іонізацію в полікарбонаті, яку потім проявляють травленням аркушів розчином гідроксиду натрію. На шляху проходження частинки виявляються ямки травлення, які вимірюються під потужним мікроскопом. Залежність глибини проявленої ямки травлення від номеру аркуша дозволяє робити висновки про параметри частинок, які викликали іонізацію.
Непряме детектування
Наразі існує декілька наземних методів детектування космічних променів, які можна розділити на дві основні категорії: детектування самих вторинних частинок або спостереження їхнього електромагнітного випромінювання в атмосфері.
Перший метод виявлення називається повітряним телескопом Черенкова, призначений для виявлення низько енергетичних (<200 ГеВ) космічних променів за допомогою аналізу їх Черенковського випромінювання, який передбачає дослідження гамма-променів, що випромінювались з швидкістю більшою ніж швидкість світла у їх середній атмосфері. У той же час, ці телескопи надзвичайно добре розрізняють фонове випромінювання і космічні промені. Їхнім недоліком є те, що вони можуть функціонувати тільки в ясні ночі, коли не світить Місяць, і мають дуже невеликі поля зору і активні тільки протягом декількох відсотків часу. Інший телескоп Черенкова використовує воду як середовище, через яку частинки проходять і виробляють випромінювання.
Широкі атмосферні зливи (ШАЗ), один з методів виявлення, вимірювання заряджених частинок, які проходять через них. Детектування ШАЗ дозволяє вимірювати значно вищі енергетичні космічні промені, ніж повітряні черенковсковські телескопи, і в них можна спостерігати широку ділянку неба, і може бути активним близько 90 % часу. Тим не менш, вони меншою мірою здатні відокремити фонові ефекти від космічних променів.
Ще один метод виявляє світло від флуоресценції атомів азоту, що рухаються по атмосфері. Цей метод є найбільш точним для космічних променів з найвищими енергіями. Цей метод потребує ясних ночей.
Інший метод виявляє радіохвилі, випромінювані атмосферними зливами. Цей прийом має високий робочий цикл. Точність цієї методики була покращена в останні роки, як показали різні дослідницькі прототипи, і може стати альтернативою виявленню атмосферного Черенковського світла та флуоресцентного світла, принаймні при великих енергіях.
Проєкти з дослідження космічних променів
![image](https://www.wikidata.uk-ua.nina.az/image/aHR0cHM6Ly93d3cud2lraWRhdGEudWstdWEubmluYS5hei9pbWFnZS9hSFIwY0hNNkx5OTFjR3h2WVdRdWQybHJhVzFsWkdsaExtOXlaeTkzYVd0cGNHVmthV0V2WTI5dGJXOXVjeTkwYUhWdFlpODBMelJrTDAxTlZGOUdURmRQWDBGdFlXUnZYMEZhWHpFd016VTVMbXB3Wnk4eU1qQndlQzFOVFZSZlJreFhUMTlCYldGa2IxOUJXbDh4TURNMU9TNXFjR2M9LmpwZw==.jpg)
Наземні:
- CHICOS
- GAMMA
- KASCADE
- LHAASO
- LOPES
- HAWC
- H.E.S.S.
- LHAASO
- MAGIC
- [en]
- Обсерваторія П'єра Оже
- SWGO
- TAIGA
- Telescope Array Project
- [en]
- VERITAS
На повітряних кулях:
![image](https://www.wikidata.uk-ua.nina.az/image/aHR0cHM6Ly93d3cud2lraWRhdGEudWstdWEubmluYS5hei9pbWFnZS9hSFIwY0hNNkx5OTFjR3h2WVdRdWQybHJhVzFsWkdsaExtOXlaeTkzYVd0cGNHVmthV0V2WTI5dGJXOXVjeTkwYUhWdFlpODRMemc1TDFOVVV5MHhNelJmZEdobFgzTjBZWEppYjJGeVpGOTBjblZ6YzE5dlpsOTBhR1ZmU1ZOVFgzZHBkR2hmZEdobFgyNWxkMng1TFdsdWMzUmhiR3hsWkY5QlRWTXRNREl1YW5Cbkx6SXlNSEI0TFZOVVV5MHhNelJmZEdobFgzTjBZWEppYjJGeVpGOTBjblZ6YzE5dlpsOTBhR1ZmU1ZOVFgzZHBkR2hmZEdobFgyNWxkMng1TFdsdWMzUmhiR3hsWkY5QlRWTXRNREl1YW5Cbi5qcGc=.jpg)
Космічні:
- PAMELA
- Магнітний альфа-спектрометр
- Spaceship Earth
- [en]
- Вояджер-1 і Вояджер-2
- Кассіні — Гюйгенс
- [en], Обсерваторія Ейнштейна (HEAO2), HEAO 3
- [en]
Обсерваторії космічних променів надвисокої енергії:
- [en]
- [en]
- AGASA
- [en]
- Обсерваторія П'єра Оже
- Extreme Universe Space Observatory
- Telescope Array Project
- ANITA виявляє космічні нейтрино надвисокої енергії, спричинені космічними променями надвисоких енергій
Прояви космічних променів
Зміни хімічного складу атмосфери
Космічні промені іонізують молекули азоту та кисню в атмосфері, що призводить до низки хімічних реакцій. Космічні промені також відповідають за утворення в атмосфері Землі ряду нестійкких ізотопів, наприклад, утворення вуглецю-14 в реакції
Майже стала концентрація вуглецю-14 в атмосфері Землі використовується для радіовуглецевого датування.
Можливий фактор масового вимирання
Кілька досліджень дійшли висновку, що розташована недалеко віз Сонячної системи наднова або серія наднових спричинили масове вимирання морської мегафауни в пліоцені через підвищення радіації до небезпечного для тварин рівня.
Джерела
- Christian, Eric. . NASA. Архів оригіналу за 31 May 2000. Процитовано 11 грудня 2012.
- Nobel Prize in Physics 1936 – Presentation Speech. Nobelprize.org. 10 грудня 1936. Процитовано 27 лютого 2013.
- Malley, Marjorie C. (25 серпня 2011). Radioactivity: A History of a Mysterious Science. Oxford University Press. с. 78—79. ISBN .
- North, John (15 липня 2008). Cosmos: An Illustrated History of Astronomy and Cosmology. University of Chicago Press. с. 686. ISBN .
- Wulf, Theodor (1910). Beobachtungen über die Strahlung hoher Durchdringungsfähigkeit auf dem Eiffelturm [Observations of radiation of high penetration power at the Eiffel tower]. Physikalische Zeitschrift (German) . 11: 811—813.
- Pacini, D. (1912). La radiazione penetrante alla superficie ed in seno alle acque. Il Nuovo Cimento. 3 (1): 93—100. arXiv:1002.1810. Bibcode:1912NCim....3...93P. doi:10.1007/BF02957440.: Translated with commentary in de Angelis, A. (2010). Penetrating Radiation at the Surface of and in Water. Il Nuovo Cimento. 3 (1): 93—100. arXiv:1002.1810. Bibcode:1912NCim....3...93P. doi:10.1007/BF02957440.
- Nobel Prize in Physics 1936 – Presentation Speech. Nobelprize.org. 10 грудня 1936. Процитовано 27 лютого 2013.
- (1912). Über Beobachtungen der durchdringenden Strahlung bei sieben Freiballonfahrten [On observations of penetrating radiation during seven free balloon flights]. Physikalische Zeitschrift. 13: 1084—1091. arXiv:1808.02927.
- Kolhörster, Werner (1913). Messungen der durchdringenden Strahlung im Freiballon in größeren Höhen [Measurements of the penetrating radiation in a free balloon at high altitudes]. Physikalische Zeitschrift (German) . 14: 1153—1156.
- Kolhörster, W. (1914). Messungen der durchdringenden Strahlungen bis in Höhen von 9300 m. [Measurements of the penetrating radiation up to heights of 9300 m.]. Verhandlungen der Deutschen Physikalischen Gesellschaft (German) . 16: 719—721.
- (1936). The Nobel Prize in Physics 1936. . Процитовано 11 лютого 2010.
- (1936). Unsolved Problems in Physics: Tasks for the Immediate Future in Cosmic Ray Studies. Nobel Lectures. The Nobel Foundation. Процитовано 11 лютого 2010.
- Baade, W.; Zwicky, F. (1934). Cosmic Rays from Super-novae. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. National Academy of Sciences. 20 (5): 259—263. Bibcode:1934PNAS...20..259B. doi:10.1073/pnas.20.5.259. JSTOR 86841.
- Babcock, H. (1948). Magnetic Variable Stars as Sources of Cosmic Rays. Physical Review. 74 (4): 489. Bibcode:1948PhRv...74..489B. doi:10.1103/PhysRev.74.489.
- Sekido, Y.; Masuda, T.; Yoshida, S.; Wada, M. (1951). The Crab Nebula as an Observed Point Source of Cosmic Rays. Physical Review. 83 (3): 658—659. Bibcode:1951PhRv...83..658S. doi:10.1103/PhysRev.83.658.2.
- Gibb, Meredith (3 лютого 2010). . Imagine the Universe. NASA Goddard Space Flight Center. Архів оригіналу за 28 жовтня 2012. Процитовано 17 березня 2013.
- Hague, J. D. (July 2009). (PDF). Proceedings of the 31st ICRC, Łódź 2009. International Cosmic Ray Conference. Łódź, Poland. с. 6—9. Архів оригіналу (PDF) за 28 травня 2013. Процитовано 17 March 2013.
- Hague, J. D. (July 2009). (PDF). Proceedings of the 31st ICRC, Łódź, Poland 2009 - International Cosmic Ray Conference: 36—39. Архів оригіналу (PDF) за 28 травня 2013. Процитовано 17 березня 2013.
- Moskowitz, Clara (25 June 2009). . Space.com. TechMediaNetwork. Архів оригіналу за 21 березня 2013. Процитовано 20 March 2013.
- Adriani, O.; Barbarino, G. C.; Bazilevskaya, G. A.; Bellotti, R.; Boezio, M.; Bogomolov, E. A.; Bonechi, L.; Bongi, M.; Bonvicini, V.; Borisov, S.; Bottai, S.; Bruno, A.; Cafagna, F.; Campana, D.; Carbone, R.; Carlson, P.; Casolino, M.; Castellini, G.; Consiglio, L.; De Pascale, M. P.; De Santis, C.; De Simone, N.; Di Felice, V.; Galper, A. M.; Gillard, W.; Grishantseva, L.; Jerse, G.; Karelin, A. V.; Koldashov, S. V.; Krutkov, S. Y. (2011). PAMELA Measurements of Cosmic-Ray Proton and Helium Spectra. Science. 332 (6025): 69—72. arXiv:1103.4055. Bibcode:2011Sci...332...69A. doi:10.1126/science.1199172. PMID 21385721.
- Jha, Alok (14 February 2013). . The Guardian. Guardian News and Media Limited. Архів оригіналу за 17 листопада 2013. Процитовано 21 March 2013.
- Baade, W.; Zwicky, F. (1934). Cosmic rays from super-novae. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 20 (5): 259—263. Bibcode:1934PNAS...20..259B. doi:10.1073/pnas.20.5.259. JSTOR 86841. PMC 1076396. PMID 16587882.
- Babcock, H. (1948). Magnetic variable stars as sources of cosmic rays. Physical Review. 74 (4): 489. Bibcode:1948PhRv...74..489B. doi:10.1103/PhysRev.74.489.
- Sekido, Y.; Masuda, T.; Yoshida, S.; Wada, M. (1951). The Crab Nebula as an observed point source of cosmic rays. Physical Review. 83 (3): 658—659. Bibcode:1951PhRv...83..658S. doi:10.1103/PhysRev.83.658.2.
- Gibb, Meredith (3 лютого 2010). Cosmic rays. Imagine the Universe. NASA Goddard Space Flight Center. Процитовано 17 березня 2013.
- Vink, Jacco (2004-01). . Advances in Space Research (англ.). Т. 33, № 4. с. 356—365. doi:10.1016/j.asr.2003.05.012. Архів оригіналу за 4 грудня 2019. Процитовано 4 грудня 2019.
- Science, Clara Moskowitz 2009-06-25T18:18:00Z; Astronomy. . Space.com (англ.). Архів оригіналу за 4 грудня 2019. Процитовано 4 грудня 2019.
- . American Association for the Advancement of Science (англ.). Архів оригіналу за 4 грудня 2019. Процитовано 4 грудня 2019.
- Ackermann, M.; Ajello, M.; Allafort, A.; Baldini, L.; Ballet, J.; Barbiellini, G.; Baring, M. G.; Bastieri, D.; Bechtol, K. (15 лютого 2013). Detection of the Characteristic Pion-Decay Signature in Supernova Remnants. Science (англ.). Т. 339, № 6121. с. 807—811. doi:10.1126/science.1231160. ISSN 0036-8075. Процитовано 4 грудня 2019.
- . Quanta Magazine. Архів оригіналу за 4 грудня 2019. Процитовано 4 грудня 2019.
- The Pierre Auger Collaboration; Abraham, J.; Abreu, P.; Aglietta, M.; Aguirre, C.; Allard, D.; Allekotte, I.; Allen, J.; Allison, P. (9 листопада 2007). Correlation of the Highest-Energy Cosmic Rays with Nearby Extragalactic Objects. Science (англ.). Т. 318, № 5852. с. 938—943. doi:10.1126/science.1151124. ISSN 0036-8075. Процитовано 4 грудня 2019.
- . NASA. Архів оригіналу за 28 October 2012. Процитовано 31 жовтня 2012.. Архів оригіналу за 4 March 2016.
- Mewaldt, Richard A. (1996). . California Institute of Technology. Архів оригіналу за 30 August 2009. Процитовано 26 грудня 2012.
- Koch, L.; Engelmann, J. J.; Goret, P.; Juliusson, E.; Petrou, N.; Rio, Y.; Soutoul, A.; Byrnak, B.; Lund, N. (October 1981). The relative abundances of the elements scandium to manganese in relativistic cosmic rays and the possible radioactive decay of manganese 54. Astronomy and Astrophysics. 102 (11): L9. Bibcode:1981A&A...102L...9K.
- Accardo, L. та ін. (18 вересня 2014). High statistics measurement of the positron fraction in primary cosmic rays of 0.5–500 GeV with the alpha magnetic spectrometer on the International Space Station (PDF). Physical Review Letters. 113 (12): 121101. Bibcode:2014PhRvL.113l1101A. doi:10.1103/PhysRevLett.113.121101. PMID 25279616. (PDF) оригіналу за 17 жовтня 2014.
- Schirber, Michael (2014). Synopsis: More dark matter hints from cosmic rays?. Physical Review Letters. 113 (12): 121102. arXiv:1701.07305. Bibcode:2014PhRvL.113l1102A. doi:10.1103/PhysRevLett.113.121102. PMID 25279617.
- New results from the Alpha Magnetic$Spectrometer on the International Space Station (PDF). AMS-02 at NASA. (PDF) оригіналу за 23 вересня 2014. Процитовано 21 вересня 2014.
- Moskalenko, I.V.; Strong, A.W.; Ormes, J.F.; Potgieter, M.S. (January 2002). Secondary antiprotons and propagation of cosmic rays in the Galaxy and heliosphere. The Astrophysical Journal. 565 (1): 280—296. arXiv:astro-ph/0106567. Bibcode:2002ApJ...565..280M. doi:10.1086/324402.
- Aguilar, M.; Alcaraz, J.; Allaby, J.; Alpat, B.; Ambrosi, G.; Anderhub, H. та ін. (August 2002). The Alpha Magnetic Spectrometer (AMS) on the International Space Station: Part I – Results from the test flight on the space shuttle. Physics Reports. 366 (6): 331—405. Bibcode:2002PhR...366..331A. doi:10.1016/S0370-1573(02)00013-3.
- Morison, Ian (2008). Introduction to Astronomy and Cosmology. John Wiley & Sons. с. 198. Bibcode:2008iac..book.....M. ISBN .
- R.L. Fleischer; P.B. Price; R.M. Walker (1975). Nuclear tracks in solids: Principles and applications. University of California Press.
- . web.archive.org. 5 березня 2013. Архів оригіналу за 5 березня 2013. Процитовано 9 грудня 2019.
- Letessier-Selvon, Antoine; Stanev, Todor (2011-07). . RvMP (англ.). Т. 83, № 3. с. 907—942. doi:10.1103/RevModPhys.83.907. ISSN 0034-6861. Архів оригіналу за 9 грудня 2019. Процитовано 9 грудня 2019.
- (2000). J. S. Noller (ред.). . Washington, D.C.: American Geophysical Union. с. 41—59. ISBN . Архів оригіналу за 21 May 2013. Процитовано 28 жовтня 2011.
- Melott, Adrian L.; Marinho, F.; Paulucci, L. (2019). Muon Radiation Dose and Marine Megafaunal Extinction at the end-Pliocene Supernova. Astrobiology. 19 (6): 825—830. arXiv:1712.09367. doi:10.1089/ast.2018.1902. PMID 30481053.
- Benitez, Narciso та ін. (2002). Evidence for Nearby Supernova Explosions. Physical Review Letters. 88 (8): 081101. arXiv:astro-ph/0201018. Bibcode:2002PhRvL..88h1101B. doi:10.1103/PhysRevLett.88.081101. PMID 11863949.
- Fimiani, L.; Cook, D. L.; Faestermann, T.; Gómez-Guzmán, J. M.; Hain, K.; Herzog, G.; Knie, K.; Korschinek, G.; Ludwig, P. (2016). Interstellar 60Fe on the Surface of the Moon. Physical Review Letters. 116 (15): 151104. Bibcode:2016PhRvL.116o1104F. doi:10.1103/PhysRevLett.116.151104. PMID 27127953.
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Kosmi chni pro meni visokoenergetichni elementarni chastinki abo atomni yadra yaki prilitayut za Zemlyu z kosmosu zi shvidkistyu blizkoyu do shvidkosti svitla Voni pohodyat vid Soncya vibuhiv nadnovih zir aktivnih yader galaktik ta dinamichnih procesiv v mizhzoryanomu gazi Pislya zitknennya z atmosferoyu Zemli kosmichni promeni utvoryuyut atmosferni zlivi utvoreni velikoyu kilkistyu vtorinnih chastinok deyaki z yakih dosyagayut poverhni Zemli Odnak osnovna masa kosmichnih promeniv vidhilyayetsya magnitosferoyu abo geliosferoyu j ne dosyagaye Zemli Nezvazhayuchi na nazvu promeni kosmichni promeni ye ne elektromagnitnim viprominyuvannyam a potokom chastinok Cya nazva vinikla she v toj chas koli priroda kosmichnih promeniv bula nezrozumila analogichna inshim nazvam tiyeyi zh epohi katodni promeni alfa promeni beta promeni Teoretichno maksimalna energiya kosmichnih promeniv obmezhena mezheyu Grejzena Zacepina Kuzmina 5 1019 eV hocha sposterigayetsya pevna kilkist kosmichnih promeniv nadvisokih energij yaki perevishuyut cyu mezhu Napriklad rekordna chastinka Oh My God mala energiyu poryadku 3 1020 eV v miljoni riziv bilshe energij v zemnih priskoryuvachah chastinok i poryadku energiyi m yacha pislya udaru Kosmichni promeni buli vidkriti Viktorom Gessom u 1912 roci pid chas eksperimentiv na povitryanij kuli za sho vin buv nagorodzhenij Nobelivskoyu premiyeyu z fiziki 1936 roku Zaraz voni doslidzhuyutsya za dopomogoyu riznih observatorij kosmichnih promeniv cherenkovskih teleskopiv merezh detektoriv dlya reyestraciyi vtorinnih chastinok vid atmosfernih zliv zapushenih v kosmos abo pidnyatih na povitryanih kulyah detektoriv chastinok IstoriyaVidkrittya Zbilshennya ionizaciyi z visotoyu vimiryane Gessom livoruch i Kolhersterom pravoruch Gess prizemlyayetsya pislya polotu na povitryanij kuli v 1912 roci Pislya vidkrittya radioaktivnosti Anri Bekkerelem u 1896 roci vvazhalosya sho sposterezhuvana ionizaciya povitrya sprichinena lishe viprominennyam radioaktivnih elementiv u Zemli ta mozhlivo radioaktivnih gaziv v atmosferi Kilka vimiryuvan zalezhnosti jonizaciyi povitrya vid visoti vikonanih u 1900 1910 rokah vkazuvali na menshu jonizaciyu na bilshih visotah sho uzgodzhuvalos z ideyeyu pro poglinannya v atmosferi vipushenogo Zemleyu jonizuyuchogo viprominyuvannya U 1909 roci rozrobiv elektrometr pristrij dlya vimiryuvannya shvidkosti utvorennya ioniv useredini germetichno zakritogo kontejnera i vikoristav jogo shob pokazati vishi rivni radiaciyi na vershini Ejfelevoyi vezhi nizh bilya yiyi osnovi Odnak jogo stattya opublikovana v Physikalische Zeitschrift ne otrimala shirokogo prijnyattya U 1911 roci Domeniko Pachini sposterigav odnochasni zmini shvidkosti ionizaciyi nad poverhneyu ozera i na glibini 3 metri pid jogo poverhneyu Pid vodoyu radioaktivnist bula mensha z chogo Pachini zrobiv visnovok sho pevna chastina ionizaciyi maye buti obumovlena ne radioaktivnistyu zemnih porid a inshimi dzherelami U 1912 roci Viktor Gess pid chas polotu na povitryanij kuli pidnyav tri visokotochni elektrometri Vulfa tochnosti na visotu 5300 metriv Vin viyaviv sho shvidkist ionizaciyi zbilshilasya priblizno vchetvero porivnyano z yiyi znachennyam na poverhni zemli Gess viklyuchiv Sonce yak dzherelo viprominyuvannya zdijsnivshi pidjom povitryanoyi kuli pid chas majzhe povnogo zatemnennya Gess sposterigav zrostannya radiaciyi z visotoyu i dijshov visnovku sho rezultati sposterezhen najkrashe poyasnyuyutsya pripushennyam sho viprominyuvannya duzhe visokoyi pronikayuchoyi zdatnosti potraplyaye v atmosferu zgori U 1913 1914 rokah pidtverdiv poperedni rezultati Viktora Gessa vimiryavshi pidvishennya ionizaciyi na visoti 9 km U 1936 roci za svoye vidkrittya Gess otrimav Nobelivsku premiyu z fiziki Identifikaciya Bruno Rossi napisav sho V kinci 1920 h na pochatku 1930 h rokiv tehnika samozapisu elektroskopiv provedenih povitryanimi kulkami u najvishi shari atmosferi abo zanurenih na veliki glibini pid vodoyu bula dovedena do bezprecedentnogo rivnya doskonalosti nimeckim fizikom Erihom Regenerom ta jogo grupoyu Cim vchenim mi zobov yazani deyaki najtochnishi vimiryuvannya yaki koli nebud provodilisya ionizaciyeyu kosmichnih promeniv yak funkciya visoti ta glibini U 1931 r Ernest Rezerford zayaviv sho zavdyaki tochnim eksperimentam profesora Milikana ta she bilsh dalekosyazhnim eksperimentam profesora Regenera mi vpershe otrimali krivu poglinannya cih viprominyuvan u vodi na yaku mi mozhemo smilivo pokladatisya Termin kosmichni promeni zaprovadiv u 1920 h rokah Robert Milliken yakij zdijsniv vimiryuvannya ionizaciyi vid glibin pid vodoyu do velikih visot po vsomu sviti Milliken vvazhav sho pervinni kosmichni promeni ce gamma promeni tobto energetichni fotoni Milliken zaproponuvav teoriyu sho voni utvoryuyutsya v mizhzoryanomu prostori yak storonni produkti nukleosintezu a vtorinni elektroni utvoryuyutsya v atmosferi shlyahom komtonivskogo rozsiyuvannya gamma promeniv Ale 1927 roku proplivayuchi z Yavi do Niderlandiv Dzhejkob Klej viyaviv sho intensivnist kosmichnih promeniv zrostaye vid tropikiv do serednih shirot Efekt vkazuvav na te sho pervinni kosmichni promeni vidhilyayutsya geomagnitnim polem i tomu mayut buti zaryadzhenimi chastinkami a ne fotonami Piznishe ce bulo pidtverdzheno v bagatoh eksperimentah U 1930 roci Bruno Rossi peredbachiv riznicyu mizh intensivnistyu kosmichnih promeniv sho nadhodyat zi shodu j zahodu yaka zalezhit vid zaryadu pervinnih chastinok tak zvanij efekt shid zahid Tri nezalezhni eksperimenti viyavili sho intensivnist naspravdi bilsha iz zahodu Protyagom 1930 1945 rr riznomanitni doslidzhennya pidtverdili sho pervinnimi kosmichnimi promenyami ye perevazhno protoni a vtorinne viprominyuvannya yake utvoryuyetsya v atmosferi ce nasampered elektroni fotoni ta myuoni U 1948 r sposterezhennya za yadernimi emulsiyami perenesenimi povitryanimi kulyami do verhnoyi chastini atmosferi pokazali sho priblizno 10 pervinnih yader skladayut yadra geliyu alfa chastinki a 1 yadra vazhchih elementiv takih yak vuglec zalizo ta svinec Pid chas viprobuvannya svogo obladnannya dlya vimiryuvannya efektu shid zahid Rossi zauvazhiv sho majzhe odnochasne skidannya dvoh vidokremlenih lichilnikiv Gejgera traplyayetsya chastishe nizh ochikuvalosya U svoyemu zviti pro eksperiment Rossi napisav zdayetsya sho raz u raz sposterezhne obladnannya potraplyaye pid veliki potoki chastinok sho viklikaye zbigi mizh lichilnikami navit rozmishenimi na velikih vidstanyah odin vid odnogo U 1937 roci P yer Ozhe ne znayuchi poperednogo zvitu Rossi viyaviv te same yavishe j detalno doslidiv jogo Vin zrobiv visnovok sho pervinni chastinki kosmichnih promeniv visokoyi energiyi vzayemodiyut iz yadrami povitrya visoko v atmosferi iniciyuyut kaskad vtorinnih vzayemodij sho v pidsumku daye zlivu elektroniv i fotoniv yaki dosyagayut poverhni Zemli Radyanskij fizik Sergij Vyernov vpershe zastosuvav radiosoni proyasniti dlya reyestraciyi kosmichnih promeniv instrumentom na povitryanij kuli 1 kvitnya 1935 r vin zdijsniv vimiryuvannya na visoti do 13 6 kilometriv vikoristovuyuchi paru lichilnikiv Gejgera v lancyuzi proti zbigu shob uniknuti pidrahunku vtorinnih potokiv Homi Dzh Bhabha otrimav viraz dlya jmovirnosti rozsiyannya pozitroniv elektronami proces vidomij zaraz yak rozsiyuvannya Bhabhi Jogo spilna z Uolterom Hajtlerom publikaciya 1937 roku opisuvala yak pervinni kosmichni promeni z kosmosu vzayemodiyut iz verhnoyu atmosferoyu utvoryuyuchi chastinki sho sposterigayutsya na rivni Zemli Rozpodil energiyi Vimiryuvannya energetichnih napryamkiv i napryamkiv nadhodzhennya pervinnih kosmichnih promeniv nadvisokoyi energiyi metodami vidboru prob gustini ta shvidkogo hronometrazhu vpershe buli provedeni v 1954 roci chlenami Kosmichnoyi promin grupi Rossi v Massachusetskomu tehnologichnomu instituti V eksperimenti bulo vikoristano odinadcyat scintilyacijnih detektoriv roztashovanih u koli diametrom 460 metriv na majdanchiku stanciyi Agassis v observatoriyi Garvardskogo koledzhu Z ciyeyi roboti ta bagatoh inshih eksperimentiv provedenih u vsomu sviti zaraz vidomo sho energetichnij spektr pervinnih kosmichnih promeniv vihodit za mezhi 10 20 eV Narazi velicheznij eksperiment provoditsya na majdanchiku v pampasah Argentini mizhnarodnim konsorciumom fizikiv Proyekt buv pershim u choli z Dzhejmsom Kronin peremozhec 1980 Nobelivskoyi premiyi z fiziki z universitetu Chikago i Alan Uotson z Universitetu Lidsa a piznishe inshimi vchenimi mizhnarodnogo rivnya P yerom Ozhe Yih meta dosliditi vlastivosti ta napryamki pributtya pervinnih kosmichnih promeniv najvishoyi energiyi Ochikuyetsya sho rezultati matimut vazhlive znachennya dlya fiziki chastinok ta kosmologiyi cherez teoriyu Grejzen Zacepin Kuzmin yaka obmezhuye energiyu kosmichnih promeniv na veliki vidstani blizko 160 miljoniv svitlovih rokiv sho vinikaye vishe 10 20 eV cherez vzayemodiyu iz zalishkovimi fotonami V danij chas observatoriya P yera Ozhe prohodit modernizaciyu shob pidvishiti yiyi tochnist i znajti dokazi dlya she ne pidtverdzhenogo pohodzhennya najbilsh energetichnih kosmichnih promeniv Visokoenergetichni gamma promeni gt 50 MeV buli nareshti viyavleni v pervinnomu kosmichnomu viprominyuvanni eksperimentom MIT provedenim na suputniku OSO 3 v 1967 r Komponenti yak galaktichnogo tak i pozagalaktichnogo pohodzhennya buli okremo viznacheni za intensivnistyu znachno menshe 1 pervinno zaryadzhenih chastinok Z togo chasu chislenni suputnikovi observatoriyi gamma promeniv sklali kartu neba gamma promeniv Najnovishoyu ye observatoriya Fermi yaka stvorila kartu sho pokazuye vuzku smugu intensivnosti gamma promeniv sho viroblyayetsya v diskretnih ta difuznih dzherelah nashoyi galaktiki ta chislenni tochkopodibni pozagalaktichni dzherela rozpodileni po nebesnij sferi SkladEnergetichnij spektr kosmichnih promeniv Mozhna vidiliti dvi veliki kategoriyi kosmichnih promeniv pervinni ta vtorinni Kosmichni promeni vid pozasonyachnih astrofizichnih dzherel ye pervinnimi kosmichnimi promenyami voni mozhut vzayemodiyati z materiyeyu mizhzoryanogo seredovisha i utvoryuvati vtorinni kosmichni promeni Sonce takozh produkuye kosmichni promeni nevisokih energij perevazhno pid chas sonyachnih spalahiv Tochnij sklad pervinnih kosmichnih promeniv poza atmosferoyu Zemli zalezhit vid diapazonu sposterezhuvanogo energetichnogo spektru Zagalom majzhe 90 vsih kosmichnih promeniv sho nadhodyat skladayut protoni blizko 9 yadra geliyu alfa chastinki ta majzhe 1 elektroni Zalishok skladayut inshi vazhchi yadra yaki ye produktami zoryanih reakcij yadernogo sintezu Vtorinni kosmichni promeni skladayutsya z legkih yader yaki ne ye produktami zhittyediyalnosti zir ale ye rezultatom Velikogo Vibuhu ce perevazhno litij berilij ta bor Cih legkih yader znachno bilshij vmist v kosmichnih promenyah spivvidnoshennya priblizno 1 100 chastinok a nizh v sonyachnij atmosferi de yihnij vmist stanovit blizko 10 7 vmistu yader geliyu Ci vidminnosti u vmisti ye naslidkom procesiv formuvannya vtorinnih kosmichnih promeniv Pri vzayemodiyi vazhkih yader pervinnih kosmichnih promeniv napriklad yader karbonu ta oksigenu z materiyeyu mizhzoryanogo seredovisha voni rozpadayutsya na legshi yadra v tak zvanomu procesi rozpadu kosmichnih promeniv litij berilij ta bor Sposterezhennya vkazuyut na te sho energetichni spektri litiyu beriliyu ta boru spadayut desho krutishe a nizh spektri karbonu ta kisnyu sho vkazuye na te sho rozpad yader z bilshoyu energiyeyu traplyayetsya ridshe imovirno vnaslidok yihnogo vihodu z pid diyi Rozpad vplivaye takozh i na vmist Sc Ti V ta Mn v kosmichnih promenyah yaki produkuyutsya zitknennyami yader ferumu ta nikelyu z materiyeyu mizhzoryanogo seredovisha V minulomu vvazhalos sho kosmichni promeni zberigayut svij potik stalim Nedavni zh doslidzhennya nadali dokazi 1 5 2 tisyacholitnih zmin v potoci kosmichnih promeniv protyagom ostannih soroka tisyach rokiv Yaksho mati na uvazi ves energetichnij diapazon v yakomu sposterigayutsya kosmichni promeni to bezumovno slid viznati sho zavershena teoriya cogo pitannya vidsutnya Navit v vidnoshenni pohodzhennya Galaktichnih Kosmichnih Promeniv navryad chi v nash chas mozhna pretenduvati na bilshe nizh stvorennya rozumnih modelej yaki b poyasnyuvali najbilsh suttyevi fakti Do takih slid vidnesti v pershu chergu velichinu gustini energiyi kosmichnih promeniv 10 12 erg sm3 a takozh stepenevu formu energetichnogo spektru yaka ne zaznaye yakih nebud rizkih zmin azh do energiyi 3 1015 eV de pokaznik diferencialnogo energetichnogo spektru vsih chastinok minyayetsya z 2 7 na 3 1 Vimogi do energetichnoyi potuzhnosti dzherel generuyuchih kosmichni promeni dosit visoki tak sho zvichajni zori Galaktiki ne mozhut yim zadovolnyati Odnak taka potuzhnist mozhe buti otrimana vnaslidok vibuhu nadnovoyi Yaksho pid chas vibuhu vidilyayetsya energiya 1051 erg a vibuhi vidbuvayutsya z chastotoyu 1 raz v 30 100 rokiv to potuzhnist yaka generuyetsya pri vibuhah nadnovih skladaye 1042 erg sm3 i dlya zabezpechennya neobhidnoyi potuzhnosti kosmichnih promeniv dostatno lish dekilkoh procentiv energiyi spalahu Pitannya pro formuvannya sposterezhnogo energetichnogo spektra kosmichnih promeniv daleko ne trivialnij Neobhidno peredati makroskopichnu energiyu namagnichenoyi plazmi obolonki nadnovoyi yaka rozshiryayetsya individualnim zaryadzhenim chastinkam zabezpechuyuchi pri comu takij rozpodil energiyi yakij suttyevim obrazom vidriznyayetsya vid teplovogo Najbilsh virogidnim mehanizmom priskorennya kosmichnih promeniv do energiyi 1015 eV a mozhlivo i vishe predstavlyayetsya nastupnik Ruh skinutoyi pri vibusi obolonki porodzhuye v otochuyuchomu mizhzoryanomu seredovishi udarnu hvilyu Diffuzijnij rozpodil zaryadzhenij chastinok zahoplenih v proces priskorennya dozvolyaye yim bagatokratno peretinati front udarnoyi hvili Kozhna para poslidovnih peretiniv zbilshuye energiyu chastinki proporcijno vzhe dosyagnutij energiyi mehanizm zaproponovanij Fermi sho i prizvodit do prishvidshennya kosmichnih promeniv Po miri zbilshennya chisla peretiniv frontu udarnoyi hvili roste i imovirnist pokinuti oblast priskorennya tak sho kilkist chastinok padaye po miri rostu energiyi priblizno stepenevim chinom Priskorennya viyavlyayetsya dosit efektivnim a spektr prishvidshenih chastinok zhorstkim E 2 azh do Emax maksimalno dopustimij energiyi prishvidshenih chastinok Ranni pripushennya pro pohodzhennya kosmichnih promeniv datuyutsya 1934 rokom koli Fric Cvikki ta Valter Baade zaproponuvali ideyu viniknennya kosmichnih promeniv yak rezultat procesiv u nadnovih A u 1948 roci Hores Bebkok pripustiv sho zminni magnitni zori tezh mozhut buti dzherelom kosmichnih promeniv Zgodom J Sekido ta in identifikuvali Krabopodibnu tumannist yak dzherelo kosmichnih promeniv Z tih pir pochala z yavlyatis velika kilkist riznomanitnih potencijnih dzherel kosmichnih promeniv v tomu chisli nadnovi aktivni yadra galaktik kvazari ta gamma spalahi Nastupni eksperimenti dopomogli viznachiti dzherela kosmichnih promeniv z bilshoyu dostovirnistyu U 2009 roci u statti predstavlenij vchenimi z observatoriyi P yera Ozhe na Mizhnarodnij Konferenciyi Kosmichnih Promeniv bulo pokazano sho kosmichni promeni nadvisokih energij zarodzhuyutsya v oblasti neba duzhe blizkij do radiogalaktiki Kentavr A hocha avtori specialno zaznachili sho dlya bezumovnogo pidtverdzhennya Kentavr A yak dzherela kosmichnih promeniv neobhidni podalshi doslidzhennya Odnak ne bulo znajdeno niyakoyi korelyaciyi mizh chastotoyu gamma spalahiv i kosmichnimi promenyami v rezultati chogo avtoram dovelosya vstanoviti nizhnyu mezhu energiyi kosmichnih promeniv z gamma spalahiv do 3 4 10 6 erg sm 2 na potik vid 1 Gev do 1 Tev U 2009 roci nadnovi yak zayavili doslidniki buli skuti vidkrittyam zroblenim grupoyu vchenih z vikoristannyam danih z Duzhe Velikogo Teleskopa Odnak cej analiz buv sprostovanij danimi z detektora PAMELA yaki prodemonstruvali sho spektralni formi yader vodnyu i geliyu rizni i ne mozhut dostovirno opisuvatis yedinim zakonom sho v svoyu chergu peredbachaye bilsh skladnij proces utvorennya kosmichnih promeniv Prote u lyutomu 2013 sposterezhennya nejtralnogo rozpadu pioniv na osnovi analizu danih z teleskopu Fermi pokazali sho nadnovi dijsno buli dzherelom kosmichnih promeniv prichomu kozhen vibuh produkuye priblizno 3 1042 3 1043 Dzh kosmichnih promeniv Odnak nadnovi ne virishuyut povnistyu pitannya pro pohodzhennya kosmichnih promeniv i navit pitannya pro yihnij vnesok u zagalnu kilkist kosmichnih promeniv ne mozhe buti virishene bez podalshih doslidzhen v comu napryamku Vzayemodiya kosmichnih promeniv z zemnoyu atmosferoyuVlastivist atmosferi poglinati kosmichni promeni bula viyavlena she v pershih eksperimentah V Gessa Popadayuchi v atmosferu Zemli kosmichni promeni v osnovnomu protoni i yadra bilsh tyazhkih elementiv nizh voden vidchuvayut zitknennya z yiyi atomami i molekulami V rezultati vidbuvayetsya rozsheplennya yader i utvorennya chislennih vtorinnih chastinok Serednya vidstan yaku vstigaye projti proton v atmosferi vidpovidaye priblizno 1 13 chastini yiyi tovshini Ce oznachaye sho vin mozhe neodnorazovo vstupati v procesi vzayemodiyi z yadrami povitrya persh nizh ostatochno zaginuti Zvidsi viplivaye sho na menshih visotah poblizu Zemli abo inakshe kazhuchi na velikih glibinah v atmosferi isnuye lish vtorinna komponenta kosmichnih promeniv Sklad vtorinnoyi komponenti obumovlenij fizichnimi procesami vzayemodiyi pervinnoyi chastinki z yadrami atmosferi Cej proces nazivayetsya kaskadnim V pochatkovomu akti vzayemodiyi osnovnu rol grayut elementarni chastinki narodzhuyutsya pioni abo p mezoni sered yakih ye nejtralni p0 i zaryadzheni p Vzayemodiyuchi z yadrami povitrya zaryadzheni p mezoni generuyut novi zlivi do tih pir poki yih energiya ne znizitsya do 109 eV V pershomu akti vzayemodiyi zazvichaj narodzhuyetsya bilsh nizh 50 novih chastinok V rezultati rozpadu p mezoniv utvoryuyutsya myuoni i nejtrino V skladi vtorinnogo viprominyuvannya prisutni nejtroni Cya chastina kaskadu maye nazvunizivayetsya adronna zliva Nejtralni mezoni p0 yih priblizno odna tretya rozpadayutsya na gamma kvanti yaki v kulonivskomu poli yader narodzhuyut elektroni i pozitroni Tormozne viprominyuvannya elektron pozitronnoyi pari prizvodit do poyavi nizkoenergetichnih gamma kvantiv fotoniv Cya zliva nazivayetsya elektromagnitnoyu Adronna zliva sama viroblyaye nejtralni pioni tim samim zabezpechuyuchi dodatkovij vklad v elektromagnitnij kaskad Na rivni morya zalishayetsya ne bilsh nizh 1 vid yih pochatkovogo potoku pervinnih chastinok Poryad z zaryadzhenimi chastinkami v atmosferu mozhut potraplyati kosmichni gamma kvanti visokih energij V comu vipadku zliva chastinok bude chisto elektromagnitnoyu Vtorinni zaryadzheni chastinki elektroni i pozitroni narodzhenni v kaskadnomu procesi mozhut stvoryuvati cherenkovske i flyuorescentne svitinnya atmosferi Proces utvorennya novih chastinok maye lavinopodibnij harakter do tih pir poki konkurentni potoki energiyi ne stanut dominuvati Na deyakij visoti nad Zemleyu formuyetsya maksimum chisla chastinok zlivi Chislo chastinok v zlivi velichezne v maksimumi vono proporcijne energiyi pervinnoyi chastinki i mozhe dosyagati 109 chastinok Potik galaktichnih kosmichnih promeniv yaki bombarduyut Zemlyu priblizno izotropnij i postijnij v chasi skladaye 1 chastinka sm2s do vhodzhennya v zemnu atmosferu Gustina energiyi galaktichnih kosmichnih promeniv 1 eV sm3 sho porivnyano z sumarnoyu energiyeyu elektromagnitnogo viprominyuvannya zirok teplovogo ruhu mizhzoryanogo gazu i galaktichnogo magnitnogo polya Takim chinom galaktichni promeni vazhlivij komponent Galaktiki V rezultati vzayemodiyi z yadrami atmosferi pervinni kosmichni promeni v osnovnomu protoni stvoryuyut veliku kilkist vtorinnih chastinok pioniv protoniv nejtroniv myuoniv elektroniv pozitroniv i fotoniv Takim chinom zamist odniyeyi pervinnoyi chastinki vinikaye velika kilkist vtorinnih chastinok yaki dilyatsya na adronnu myuonnu i elektronno fotonnu komponenti Takij kaskad pokrivaye veliku teritoriyu i nazivayetsya shirokoyu atmosfernoyu zlivoyu V odnomu akti vzayemodiyi proton zazvichaj vtrachaye 50 svoyeyi energiyi a v rezultati vzayemodiyi vinikayut v osnovnomu pioni Kozhna nastupna vzayemodiya pervinnoyi chastinki dodaye v kaskad novi adroni yaki letyat perevazhno v napryamku pervinnoyi chastinki utvoryuyuchi adronnij kor zlivi Utvorenni pioni mozhut vzayemodiyati z yadrami atmosferi a mozhut rozpadatis formuyuchi myuonnu i elektronno fotonnu komponentu zlivi Adronna komponenta do poverhni Zemli praktichno ne dohodit peretvoryuyuchis v myuoni nejtrino i gamma kvanti v rezultati rozpadiv p0 2g p abo K m ʊm p abo K m ʊ m K 0 2p m e ʊe ʊ m m e ʊ e ʊm Utvoreni pri rozpadi nejtralnih pioniv gamma kvanti porodzhuyut elektron pozitronni pari i gamma kvanti nastupnih pokolin Zaryadzheni leptoni vtrachayut energiyu na ionizaciyu i radiacijne tormozinnya Poverhni Zemli v osnovnomu dosyagayut relyativistski myuoni Elektronno fotonna komponenta poglinayetsya silnishe Odin proton z energiyeyu gt 1014 eV mozhe stvoriti 106 109 vtorinnih chastinok Na poverhni Zemli adronni zlivi koncentruyutsya v oblasti poryadku dekilkoh metriv elektron fotonna komponenta v oblasti 100 m myuonna dekilkoh soten metriv Potik kosmichnih promeniv na rivni morya priblizno v 100 raz menshij potoku pervinnih kosmichnih promeniv Kosmichni promeni na zemnij poverhniKosmichni promeni vidhilyayutsya v magnitnomu poli Zemli Yihnya intensivnist zalezhit vid shiroti Osoblivo cej efekt proyavlyayetsya v ekvatorialnih oblastyah de magnitne pole pereshkodzhaye proniknennyu kosmichnih promeniv nabagato bilshe nizh bilya polyusiv Krim togo pozitivno zaryadzheni chastinki vidhilyayutsya na shid a negativno zaryadzheni chastinki vidhilyayutsya na zahid Intensivnist kosmichnih promeniv zrostaye iz zbilshennyam visoti dosyagayuchi maksimumu priblizno na visoti 20 25 km Za mezhami zemnoyi atmosferi isnuyut oblasti iz pidvishenoyu intensivnistyu kosmichnih promeniv sho nazivayutsya radiacijnimi poyasami Van Allena Poshirennya kosmichnih promeniv u GalakticiKosmichni promeni ne poshiryuyutsya po pryamij a difunduyut v magnitnih polyah Galaktiki Eksperimentalno sposterezhene vidnoshennya potokiv legkih i serednih yader skladaye dlya yader z energiyeyu bilshe 2 5 GeV nuklon NL NM 0 3 0 05 todi yak vidpovidna velichina dlya zir skladaye 10 6 Otzhe kosmichni promeni ekstremalno zbagacheni legkimi yadrami i raz cih yader praktichno nemaye v dzherelah voni z yavlyayutsya v rezultati vzayemodiyi bilsh vazhkih yader Dlya togo sho b ce vidbuvalos potribno yak pokazuyut ocinki projti v mizhzoryanomu seredovishi kilkist rechovini rivnu xg 5 10 g sm2 Cyu velichinu slid spivstaviti z kilkistyu rechovini Galaktiki yake prohodit po pryamij xog r RG 0 01 g sm2 Vidnoshennya xg do xog 103 sho i oznachaye neobhidnist difuziyi Pri energiyi v dekilka GeV na nuklon chas zhittya kosmichnih promeniv skladaye 3 107 rokiv i potim spadaye Krim togo oskilki Sonyachna sistema znahoditsya na periferiyi Galaktiki to pri vidsutnosti difuziyi abo slabkij difuziyi potik z centru Galaktiki mig bi pomitno perevishuvati potik z protilezhnogo napryamku Ale dani po anizotropiyi potoku z protilezhnogo napryamku svidchat pro te sho velichina anizotropiyi azh do energij 1014 eV zalishayetsya maloyu lt 10 3 sho daye she odin argument v korist nayavnosti difuziyi Difuziya v magnitnomu poli maye ne skalyarnij a tenzornij harakter Dzherela kosmichnih promenivU 1934 roci Baade ta Cvikki zaproponuvali v yakosti dzherel kosmichnih promeniv nadnovi zori U 1948 roci Gores Bebkok pripustiv sho dzherelom kosmichnih promeniv mozhut buti magnitni zminni zori Zgodom Sekido ta in 1951 viznachili Krabopodibnu tumannist yak dzherelo kosmichnih promeniv Pislya cogo v yakosti potencijnih dzherel kosmichnih promeniv visuvali nadnovi zori aktivni yadra galaktik kvazari ta gamma spalahi Pershim mehanizm priskorennya chastinok v udarnij hvili buv zaproponovanij Zhakko Vinkom u 2004 roci Vin osnovanij na sposterezhennyah za zalishkom nadnovoyi vidomoyi yak Kassiopeya A i nazvanij priskorennyam na fronti udarnoyi hvili Protoni rozsiyuyutsya na magnitnih polyah sho perenosyat fronti udarnih hvil Cherez haotichni napravlenist i napruzhenist magnitnogo polya kut rozsiyuvannya silno zminnij u chasi i tomu pri rozsiyuvanni u magnitnomu poli vnutrishnogo udarnogo frontu proton mozhe priskoryuvatisya Na zovnishnomu fronti hvili jogo mozhe rozsiyati nazad shob priskoriti jogo na vnutrishnomu fronti znovu Za dopomogoyu cogo mehanizmu zaryadzheni chastinki mozhut buti priskoreni do energij sposterezhnih kosmichnih promeniv Mehanizm aktivno vikoristovuyetsya i dosi yak osnovnij dlya poyasnennya utvorennya kosmichnih promeniv u nadnovih a takozh u aktivnih yadrah galaktik U 2009 roci na osnovi sposterezhen na Duzhe velikomu teleskopi grupoyu vchenih na choli iz Evelin Helder bula stvorena model priskorennya chastinok pri vibuhah nadnovih Taka model bula osnovana na sposterezhennyah za zalishkom nadnovoyi RCW 86 Zorya vibuhnula na vidstani priblizno 8200 svitlovih rokiv u 185 roci nashoyi eri zapisi pro neyi buli zrobleni kitajskimi astronomami Vcheni vimiryuvali temperaturu ta shvidkist ruhu gazu za udarnoyu hvileyu stvorenoyu vibuhom zirki Voni viyavili sho gaz pri 30 miljoniv K buv mav znachno menshu shvidkist nizh mozhna bulo b ochikuvati vrahovuyuchi shvidkist udarnoyi hvili Buv zroblenij visnovok sho zamist togo shob nagrivati gaz chastina energiyi nadnovoyi spryamovuvalasya na priskorennya chastinok do relyativistskih shvidkostej U 2013 roci analiz danih z teleskopu Fermi zi sposterezhen zalishkiv nadnovih IC 433 i W44 pokazav sho chastina energiyi dijsno jde na rozgin chastinok prichomu kozhnij vibuh nadnovoyi sprichinyuye do 3 1043 Dzh kosmichnih promeniv sho skladaye blizko 0 1 vid zagalnoyi energiyi spalahu Buli pomicheni harakterni osoblivosti gamma spektru sho vkazuvali na rozpad piona yakij u svoyu chergu vkazuye na visokoenergetichni kosmichni promeni Aktivnim dzherelom kosmichnih promeniv takozh ye Sonce Energiya takih chastinok variyuyetsya vid kilkoh keV do GeV todi yak najbilsh potuzhnij kosmichnij promin mav energiyu poryadku 1020 eV sho vishe na 11 poryadkiv Z inshogo boku potik yih znachno vishij tak yak dzherelo Sonce znahoditsya nabagato blizhche vsih inshih dzherel Vvazhayetsya sho na Sonci taki chastinki generuyutsya pri sonyachnih spalahah Sered inshih dzherel kosmichnih promeniv proponuyut takozh nejtronni zori U molodih nejtronnih zoryah iz periodami obertannya lt 10 ms diyut magnitogidrodinamichni sili yak u kvazinejtralnoyi ridini iz nadprovidnoyi plazmi iz protoniv ta elektroniv sho perebuvayut u nejtronnij rechovini mozhut priskoryuvati yadra zaliza do shvidkostej kosmchinih promeniv nadvisokih energij Magnitne pole sho utvoryuyetsya nadtekuchoyu nejtronnoyu ridinoyu pri shvidkomu obertanni napruzhenistyu 108 1011Tl Taka nejtronna zorya klasifikuyetsya yak magnitar Ce magnitne pole ye najpotuzhnishim u sposterezhuvanomu Vsesviti i stvoryuye relyativistskij zoryanij viter yakij yak vvazhayetsya priskoryuye yadra zaliza sho zalishilisya vid nadnovoyi do neobhidnoyi energiyi Ce pidtverdzhuyetsya sposterezhennyam u 2019 roci kosmichnih promeniv iz energiyami gt 100 TeV u Krabopodibnoyi tumannosti de znahoditsya molodij pulsar z periodom obertannya 33 ms Takozh rozglyadayutsya aktivni yadra galaktik AYaG v yakosti priskoryuvachiv chastinok Mehanizm proponuyetsya shozhij sho i zaproponuvav Vink dlya spalahiv nadnovih priskorennya chastinok u magnitnomu poli v udarnij hvili Rezultati sposterezhen na observatoriyi P yera Ozhe pokazuyut sho napryamki prilotu kosmichnih promeniv nadvisokoyi energiyi spivvidnosyatsya iz roztashuvannyami aktivnih galaktichnih yader DIjsno visoka korelyaciya sposterigalasya v roboti 2007 roku mizh roztashuvannyami AYaG i 27 ma najpotuzhnishimi kosmichnimi promenyami zareyestrovanih v period mizh 2004 i 2007 rokami Odnak oskilki vikoristovuvana kutova korelyacijna shkala dosit velika 3 1 gradusi ci rezultati ne odnoznachno viznachayut pohodzhennya takih chastinok AYaG tim ne mensh mozhut buti tisno pov yazanimi z faktichnimi dzherelami KlasifikaciyaPervinna kosmichna chastinka stikayetsya z yadrom v zemnij atmosferi utvoryuyuchi atmosfernu zlivu Za pohodzhennyam kosmichni promeni mozhna rozdiliti na dva vidi galaktichni kosmichni promeni i pozagalaktichni kosmichni promeni tobto chastinki visokoyi energiyi sho prihodyat z za mezh Sonyachnoyi sistemi sonyachni energetichni chastinki chastinki visokoyi energiyi perevazhno protoni sho viprominyuyutsya soncem golovnim chinom pid chas sonyachno protonnh shtormiv Chasto odnak termin kosmichni promeni vikoristovuyetsya dlya poznachennya lishe pozasonyachnogo potoku Kosmichni promeni utvoryuyutsya v riznih astrofizichnih procesah Taki pervinni kosmichni promeni skladayutsya v osnovnomu z protoniv i alfa chastinok 99 z nevelikoyu kilkistyu vazhchih yader 1 i nadzvichajno maloyu chastkoyu pozitroniv i antiprotoniv Vtorinni kosmichni promeni sprichineni rozpadom pervinnih kosmichnih promeniv pid chas yihnoyi vzayemodiyi z atmosferoyu i skladayutsya z fotoniv protoniv nejtroniv elektroniv pozitroniv myuoniv pioniv ta inshih chastinok Prichomu pozitroni myuoni i pioni buli vpershe viyavleni same v kosmichnih promenyah Pervinni kosmichni promeni Pervinni kosmichni promeni zdebilshogo pohodyat z za mezh Sonyachnoyi sistemi a inodi navit z za mezh Chumackogo Shlyahu Koli voni vzayemodiyut z atmosferoyu Zemli voni utvoryuyut vtorinni chastinki Masova chastka yader geliyu v kosmichnih promenyah 28 blizka do pervinnoyi poshirenosti geliyu u Vsesviti 24 V menshih kilkostyah v kosmichnih promenyah zustrichayutsya i vazhchi yadra zvani HZE ionami Cherez visokij zaryad i masu HZE ioniv yihnij vnesok u dozu oprominennya kosmonavta v kosmosi ye znachnim navit nezvazhayuchi na te sho yih vidnosno malo Chastka litiyu beriliyu ta boru v kosmichnih promenyah nabagato visha nizh u Vsesviti v cilomu bo voni utvoryuyutsya v rezultati vibivannya klasteriv chastinok z yader vuglecyu ta kisnyu pid chas yih zitknennya z mizhzoryanoyu rechovinoyu Skolyuvannya takozh vidpovidaye za veliku kilkist ioniv skandiyu titanu vanadiyu ta margancyu v kosmichnih promenyah yaki utvoryuyutsya v rezultati zitknen yader zaliza ta nikelyu z mizhzoryanoyu rechovinoyu Elementnij sklad kosmichnih promeniv zalezhit vid energiyi i na najvishih energiyah chastka vazhkih yader mozhe zrostati V pervinnih kosmichnih promenyah takozh nayavni antichastinki pozitroni i antiprotoni hoch yihnya kilkist i mensha za 1 vid zagalnoyi kilkosti chastinok Za danmi Magnitnogo alfa spektrometra na bortu Mizhnarodnoyi kosmichnoyi stanciyi na energiyah do 500 GeV pozitroniv v kosmichnih promenyah priblizno v 5 raziv menshe nizh elektroniv a na vishih energiyah chastka pozitroniv she mensha Antiprotoni kosmichnih promeniv mayut nabagato vishu serednyu energiyu nizh protoni Skladni atomni yadra antimateriyi v kosmichnih promenyah ne sposterigalis i vimiryano sho kilkist antigeliyu stanovit ne bilshe 1 1 10 6 vid kilkosti geliyu Vtorinni kosmichni promeni Koli kosmichni promeni potraplyayut v atmosferu Zemli voni stikayutsya z atomami golovnim chinom z kisnem ta azotom Ce porodzhuye kaskad legshih chastinok tak zvanu atmosfernu zlivu vtorinnih kosmichnih promeniv yaka vklyuchaye rentgenivski promeni protoni alfa chastinki pioni myuoni elektroni nejtrino ta nejtroni Usi vtorinni chastinki sho utvoryuyutsya v rezultati zitknennya ruhayutsya po trayektoriyah yaki mozhut vidhilyatis vid pochatkovogo shlyahu pervinnoyi chastinki na velichinu poryadku odnogo gradusa Tipovimi chastinkami sho utvoryuyutsya v takih zitknennyah ye nejtroni ta zaryadzheni mezoni taki yak pozitivni chi negativni pioni ta kaoni Deyaki z nih zgodom rozpadayutsya na myuoni ta nejtrino yaki zdatni dosyagati poverhni Zemli Deyaki visokoenergetichni myuoni navit pronikayut na deyaku vidstan u negliboki shahti a bilshist nejtrino vzagali zdatni projti Zemlyu naskriz Inshi chastinki rozpadayutsya na fotoni stvoryuyuchi elektromagnitni kaskadi Tomu v povitryanih zlivah poryad z fotonami zazvichaj dominuyut elektroni i pozitroni Ci chastinki a takozh myuoni mozhna legko viyaviti za dopomogoyu bagatoh tipiv detektoriv chastinok takih yak kameri Vilsona bulbashkovi kameri vodyani cherenkovski abo scintilyacijni detektori Sposterezhennya vtorinnogo potoku chastinok u kilkoh detektorah odnochasno svidchit pro te sho vsi chastinki pohodyat vid odniyeyi podiyi Metodi detektuvannyaCya stattya ye sirim perekladom z inshoyi movi Mozhlivo vona stvorena za dopomogoyu mashinnogo perekladu abo perekladachem yakij nedostatno volodiye oboma movami Bud laska dopomozhit polipshiti pereklad lipen 2018 Isnuye dva osnovnih klasi metodiv detektuvannya kosmichnih promeniv Pryame detektuvannya pervinnih kosmichnih promeniv u kosmosi abo na povitryanih kulyah u verhnih sharah atmosferi Nepryame detektuvannya tobto reyestraciya vtorinnih kosmichnih promeniv utvorenih pervinnim pri prohodzhenni cherez atmosferu Potik kosmichnih promeniv zmenshuyetsya iz zbilshennyam energiyi sho pereshkodzhaye pryamomu detektuvannyu na energiyah ponad 1 PeV Yak pryame tak i nepryame detektuvannya realizuyetsya kilkoma metodami Masiv VERITAS povitryanogo Cherenkovskogo teleskopa Pryame detektuvannya Pryame detektuvannya mozhlive za dopomogoyu vsih vidiv detektoriv chastinok na suputnikah v kosmosi abo na povitrinih kulyah u verhnih sharah atmosferi Odnak obmezhennya na vagu ta rozmir zvuzhuyut vibir detektoriv Odin z metodiv vikoristovuye pidnitu na povitryanij kuli stopku tonkih polikrbonatnih arkushiv Prohodzhennya kosmichnih promeniv viklikaye rozriv himichnih zv yazkiv abo ionizaciyu v polikarbonati yaku potim proyavlyayut travlennyam arkushiv rozchinom gidroksidu natriyu Na shlyahu prohodzhennya chastinki viyavlyayutsya yamki travlennya yaki vimiryuyutsya pid potuzhnim mikroskopom Zalezhnist glibini proyavlenoyi yamki travlennya vid nomeru arkusha dozvolyaye robiti visnovki pro parametri chastinok yaki viklikali ionizaciyu Nepryame detektuvannya Narazi isnuye dekilka nazemnih metodiv detektuvannya kosmichnih promeniv yaki mozhna rozdiliti na dvi osnovni kategoriyi detektuvannya samih vtorinnih chastinok abo sposterezhennya yihnogo elektromagnitnogo viprominyuvannya v atmosferi Pershij metod viyavlennya nazivayetsya povitryanim teleskopom Cherenkova priznachenij dlya viyavlennya nizko energetichnih lt 200 GeV kosmichnih promeniv za dopomogoyu analizu yih Cherenkovskogo viprominyuvannya yakij peredbachaye doslidzhennya gamma promeniv sho viprominyuvalis z shvidkistyu bilshoyu nizh shvidkist svitla u yih serednij atmosferi U toj zhe chas ci teleskopi nadzvichajno dobre rozriznyayut fonove viprominyuvannya i kosmichni promeni Yihnim nedolikom ye te sho voni mozhut funkcionuvati tilki v yasni nochi koli ne svitit Misyac i mayut duzhe neveliki polya zoru i aktivni tilki protyagom dekilkoh vidsotkiv chasu Inshij teleskop Cherenkova vikoristovuye vodu yak seredovishe cherez yaku chastinki prohodyat i viroblyayut viprominyuvannya Shiroki atmosferni zlivi ShAZ odin z metodiv viyavlennya vimiryuvannya zaryadzhenih chastinok yaki prohodyat cherez nih Detektuvannya ShAZ dozvolyaye vimiryuvati znachno vishi energetichni kosmichni promeni nizh povitryani cherenkovskovski teleskopi i v nih mozhna sposterigati shiroku dilyanku neba i mozhe buti aktivnim blizko 90 chasu Tim ne mensh voni menshoyu miroyu zdatni vidokremiti fonovi efekti vid kosmichnih promeniv She odin metod viyavlyaye svitlo vid fluorescenciyi atomiv azotu sho ruhayutsya po atmosferi Cej metod ye najbilsh tochnim dlya kosmichnih promeniv z najvishimi energiyami Cej metod potrebuye yasnih nochej Inshij metod viyavlyaye radiohvili viprominyuvani atmosfernimi zlivami Cej prijom maye visokij robochij cikl Tochnist ciyeyi metodiki bula pokrashena v ostanni roki yak pokazali rizni doslidnicki prototipi i mozhe stati alternativoyu viyavlennyu atmosfernogo Cherenkovskogo svitla ta fluorescentnogo svitla prinajmni pri velikih energiyah Proyekti z doslidzhennya kosmichnih promeniv Dzerkalo odnogo z detektoriv VERITAS Nazemni CHICOS GAMMA KASCADE LHAASO LOPES HAWC H E S S LHAASO MAGIC en Observatoriya P yera Ozhe SWGO TAIGA Telescope Array Project en VERITAS Na povitryanih kulyah BESS Advanced Thin Ionization Calorimeter TRACER en Magnitnij alfa spektrometr vstanovlenij na MKS Kosmichni PAMELA Magnitnij alfa spektrometr Spaceship Earth en Voyadzher 1 i Voyadzher 2 Kassini Gyujgens en Observatoriya Ejnshtejna HEAO2 HEAO 3 en Observatoriyi kosmichnih promeniv nadvisokoyi energiyi en en AGASA en Observatoriya P yera Ozhe Extreme Universe Space Observatory Telescope Array Project ANITA viyavlyaye kosmichni nejtrino nadvisokoyi energiyi sprichineni kosmichnimi promenyami nadvisokih energijProyavi kosmichnih promenivZmini himichnogo skladu atmosferi Kosmichni promeni ionizuyut molekuli azotu ta kisnyu v atmosferi sho prizvodit do nizki himichnih reakcij Kosmichni promeni takozh vidpovidayut za utvorennya v atmosferi Zemli ryadu nestijkkih izotopiv napriklad utvorennya vuglecyu 14 v reakciyin 14N p 14C Majzhe stala koncentraciya vuglecyu 14 v atmosferi Zemli vikoristovuyetsya dlya radiovuglecevogo datuvannya Mozhlivij faktor masovogo vimirannya Kilka doslidzhen dijshli visnovku sho roztashovana nedaleko viz Sonyachnoyi sistemi nadnova abo seriya nadnovih sprichinili masove vimirannya morskoyi megafauni v plioceni cherez pidvishennya radiaciyi do nebezpechnogo dlya tvarin rivnya DzherelaChristian Eric NASA Arhiv originalu za 31 May 2000 Procitovano 11 grudnya 2012 Nobel Prize in Physics 1936 Presentation Speech Nobelprize org 10 grudnya 1936 Procitovano 27 lyutogo 2013 Malley Marjorie C 25 serpnya 2011 Radioactivity A History of a Mysterious Science Oxford University Press s 78 79 ISBN 9780199766413 North John 15 lipnya 2008 Cosmos An Illustrated History of Astronomy and Cosmology University of Chicago Press s 686 ISBN 9780226594415 Wulf Theodor 1910 Beobachtungen uber die Strahlung hoher Durchdringungsfahigkeit auf dem Eiffelturm Observations of radiation of high penetration power at the Eiffel tower Physikalische Zeitschrift German 11 811 813 Pacini D 1912 La radiazione penetrante alla superficie ed in seno alle acque Il Nuovo Cimento 3 1 93 100 arXiv 1002 1810 Bibcode 1912NCim 3 93P doi 10 1007 BF02957440 Translated with commentary in de Angelis A 2010 Penetrating Radiation at the Surface of and in Water Il Nuovo Cimento 3 1 93 100 arXiv 1002 1810 Bibcode 1912NCim 3 93P doi 10 1007 BF02957440 Nobel Prize in Physics 1936 Presentation Speech Nobelprize org 10 grudnya 1936 Procitovano 27 lyutogo 2013 1912 Uber Beobachtungen der durchdringenden Strahlung bei sieben Freiballonfahrten On observations of penetrating radiation during seven free balloon flights Physikalische Zeitschrift 13 1084 1091 arXiv 1808 02927 Kolhorster Werner 1913 Messungen der durchdringenden Strahlung im Freiballon in grosseren Hohen Measurements of the penetrating radiation in a free balloon at high altitudes Physikalische Zeitschrift German 14 1153 1156 Kolhorster W 1914 Messungen der durchdringenden Strahlungen bis in Hohen von 9300 m Measurements of the penetrating radiation up to heights of 9300 m Verhandlungen der Deutschen Physikalischen Gesellschaft German 16 719 721 1936 The Nobel Prize in Physics 1936 Procitovano 11 lyutogo 2010 1936 Unsolved Problems in Physics Tasks for the Immediate Future in Cosmic Ray Studies Nobel Lectures The Nobel Foundation Procitovano 11 lyutogo 2010 Baade W Zwicky F 1934 Cosmic Rays from Super novae Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America National Academy of Sciences 20 5 259 263 Bibcode 1934PNAS 20 259B doi 10 1073 pnas 20 5 259 JSTOR 86841 Babcock H 1948 Magnetic Variable Stars as Sources of Cosmic Rays Physical Review 74 4 489 Bibcode 1948PhRv 74 489B doi 10 1103 PhysRev 74 489 Sekido Y Masuda T Yoshida S Wada M 1951 The Crab Nebula as an Observed Point Source of Cosmic Rays Physical Review 83 3 658 659 Bibcode 1951PhRv 83 658S doi 10 1103 PhysRev 83 658 2 Gibb Meredith 3 lyutogo 2010 Imagine the Universe NASA Goddard Space Flight Center Arhiv originalu za 28 zhovtnya 2012 Procitovano 17 bereznya 2013 Hague J D July 2009 PDF Proceedings of the 31st ICRC Lodz 2009 International Cosmic Ray Conference Lodz Poland s 6 9 Arhiv originalu PDF za 28 travnya 2013 Procitovano 17 March 2013 Hague J D July 2009 PDF Proceedings of the 31st ICRC Lodz Poland 2009 International Cosmic Ray Conference 36 39 Arhiv originalu PDF za 28 travnya 2013 Procitovano 17 bereznya 2013 Moskowitz Clara 25 June 2009 Space com TechMediaNetwork Arhiv originalu za 21 bereznya 2013 Procitovano 20 March 2013 Adriani O Barbarino G C Bazilevskaya G A Bellotti R Boezio M Bogomolov E A Bonechi L Bongi M Bonvicini V Borisov S Bottai S Bruno A Cafagna F Campana D Carbone R Carlson P Casolino M Castellini G Consiglio L De Pascale M P De Santis C De Simone N Di Felice V Galper A M Gillard W Grishantseva L Jerse G Karelin A V Koldashov S V Krutkov S Y 2011 PAMELA Measurements of Cosmic Ray Proton and Helium Spectra Science 332 6025 69 72 arXiv 1103 4055 Bibcode 2011Sci 332 69A doi 10 1126 science 1199172 PMID 21385721 Jha Alok 14 February 2013 The Guardian Guardian News and Media Limited Arhiv originalu za 17 listopada 2013 Procitovano 21 March 2013 Baade W Zwicky F 1934 Cosmic rays from super novae Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 20 5 259 263 Bibcode 1934PNAS 20 259B doi 10 1073 pnas 20 5 259 JSTOR 86841 PMC 1076396 PMID 16587882 Babcock H 1948 Magnetic variable stars as sources of cosmic rays Physical Review 74 4 489 Bibcode 1948PhRv 74 489B doi 10 1103 PhysRev 74 489 Sekido Y Masuda T Yoshida S Wada M 1951 The Crab Nebula as an observed point source of cosmic rays Physical Review 83 3 658 659 Bibcode 1951PhRv 83 658S doi 10 1103 PhysRev 83 658 2 Gibb Meredith 3 lyutogo 2010 Cosmic rays Imagine the Universe NASA Goddard Space Flight Center Procitovano 17 bereznya 2013 Vink Jacco 2004 01 Advances in Space Research angl T 33 4 s 356 365 doi 10 1016 j asr 2003 05 012 Arhiv originalu za 4 grudnya 2019 Procitovano 4 grudnya 2019 Science Clara Moskowitz 2009 06 25T18 18 00Z Astronomy Space com angl Arhiv originalu za 4 grudnya 2019 Procitovano 4 grudnya 2019 American Association for the Advancement of Science angl Arhiv originalu za 4 grudnya 2019 Procitovano 4 grudnya 2019 Ackermann M Ajello M Allafort A Baldini L Ballet J Barbiellini G Baring M G Bastieri D Bechtol K 15 lyutogo 2013 Detection of the Characteristic Pion Decay Signature in Supernova Remnants Science angl T 339 6121 s 807 811 doi 10 1126 science 1231160 ISSN 0036 8075 Procitovano 4 grudnya 2019 Quanta Magazine Arhiv originalu za 4 grudnya 2019 Procitovano 4 grudnya 2019 The Pierre Auger Collaboration Abraham J Abreu P Aglietta M Aguirre C Allard D Allekotte I Allen J Allison P 9 listopada 2007 Correlation of the Highest Energy Cosmic Rays with Nearby Extragalactic Objects Science angl T 318 5852 s 938 943 doi 10 1126 science 1151124 ISSN 0036 8075 Procitovano 4 grudnya 2019 NASA Arhiv originalu za 28 October 2012 Procitovano 31 zhovtnya 2012 Arhiv originalu za 4 March 2016 Mewaldt Richard A 1996 California Institute of Technology Arhiv originalu za 30 August 2009 Procitovano 26 grudnya 2012 Koch L Engelmann J J Goret P Juliusson E Petrou N Rio Y Soutoul A Byrnak B Lund N October 1981 The relative abundances of the elements scandium to manganese in relativistic cosmic rays and the possible radioactive decay of manganese 54 Astronomy and Astrophysics 102 11 L9 Bibcode 1981A amp A 102L 9K Accardo L ta in 18 veresnya 2014 High statistics measurement of the positron fraction in primary cosmic rays of 0 5 500 GeV with the alpha magnetic spectrometer on the International Space Station PDF Physical Review Letters 113 12 121101 Bibcode 2014PhRvL 113l1101A doi 10 1103 PhysRevLett 113 121101 PMID 25279616 PDF originalu za 17 zhovtnya 2014 Schirber Michael 2014 Synopsis More dark matter hints from cosmic rays Physical Review Letters 113 12 121102 arXiv 1701 07305 Bibcode 2014PhRvL 113l1102A doi 10 1103 PhysRevLett 113 121102 PMID 25279617 New results from the Alpha Magnetic Spectrometer on the International Space Station PDF AMS 02 at NASA PDF originalu za 23 veresnya 2014 Procitovano 21 veresnya 2014 Moskalenko I V Strong A W Ormes J F Potgieter M S January 2002 Secondary antiprotons and propagation of cosmic rays in the Galaxy and heliosphere The Astrophysical Journal 565 1 280 296 arXiv astro ph 0106567 Bibcode 2002ApJ 565 280M doi 10 1086 324402 Aguilar M Alcaraz J Allaby J Alpat B Ambrosi G Anderhub H ta in August 2002 The Alpha Magnetic Spectrometer AMS on the International Space Station Part I Results from the test flight on the space shuttle Physics Reports 366 6 331 405 Bibcode 2002PhR 366 331A doi 10 1016 S0370 1573 02 00013 3 Morison Ian 2008 Introduction to Astronomy and Cosmology John Wiley amp Sons s 198 Bibcode 2008iac book M ISBN 978 0 470 03333 3 R L Fleischer P B Price R M Walker 1975 Nuclear tracks in solids Principles and applications University of California Press web archive org 5 bereznya 2013 Arhiv originalu za 5 bereznya 2013 Procitovano 9 grudnya 2019 Letessier Selvon Antoine Stanev Todor 2011 07 RvMP angl T 83 3 s 907 942 doi 10 1103 RevModPhys 83 907 ISSN 0034 6861 Arhiv originalu za 9 grudnya 2019 Procitovano 9 grudnya 2019 2000 J S Noller red Washington D C American Geophysical Union s 41 59 ISBN 978 0 87590 950 9 Arhiv originalu za 21 May 2013 Procitovano 28 zhovtnya 2011 Melott Adrian L Marinho F Paulucci L 2019 Muon Radiation Dose and Marine Megafaunal Extinction at the end Pliocene Supernova Astrobiology 19 6 825 830 arXiv 1712 09367 doi 10 1089 ast 2018 1902 PMID 30481053 Benitez Narciso ta in 2002 Evidence for Nearby Supernova Explosions Physical Review Letters 88 8 081101 arXiv astro ph 0201018 Bibcode 2002PhRvL 88h1101B doi 10 1103 PhysRevLett 88 081101 PMID 11863949 Fimiani L Cook D L Faestermann T Gomez Guzman J M Hain K Herzog G Knie K Korschinek G Ludwig P 2016 Interstellar 60Fe on the Surface of the Moon Physical Review Letters 116 15 151104 Bibcode 2016PhRvL 116o1104F doi 10 1103 PhysRevLett 116 151104 PMID 27127953