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Raios Cósmicos

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Chuvas de partículas de alta energia ocorrem quando raios cósmicos energéticos atingem o topo da atmosfera da Terra.

A maioria dos raios cósmicos são núcleos atômicos: a maioria são núcleos de hidrogênio, alguns são núcleos de hélio e o resto são elementos mais pesados.

Embora muitos dos raios cósmicos de baixa energia vêm do nosso Sol, as origens dos raios cósmicos de energia mais alta permanecem desconhecidas e é um tema de muita pesquisa

Os raios cósmicos são fragmentos de átomos que caem sobre a Terra de fora do sistema solar.

Por exemplo, durante uma chama solar muitas partículas são ejetadas do Sol. Quando essas partículas solares interagem com o campo magnético da Terra, elas tendem a espiralar nos pólos magnéticos da Terra, onde excitam o gás na atmosfera, fazendo com que ele brilhe. Isto é observado como Aurora, ou as luzes do norte / do sul.

Primeiro descoberto em 1912, muitas coisas sobre os raios cósmicos permanecem um mistério a séculos.

Um bom exemplo é exatamente de onde eles vêm.

A maioria dos cientistas suspeita que suas origens estão relacionadas a supernovas (explosões de estrelas), mas o desafio é que as origens do raio cósmico parecem uniformes quando você olha através do céu inteiro.

Etimologia

O termo raio é um acidente histórico, como raios cósmicos foram no início, e erradamente, pensado para ser principalmente radiação eletromagnética. No uso científico comum, as partículas de alta energia com massa intrínseca são conhecidas como raios cósmicos, enquanto que os fótons, que são quanta de radiação eletromagnética (e assim não têm massa intrínseca) são conhecidos por seus nomes comuns, como ” Raios gama “ou” Raios-X “, dependendo de sua energia fotônica.

O que são

Os raios cósmicos são minúsculas partículas, principalmente prótons, que batem na atmosfera da Terra em vários níveis de energia.

Bilhões de raios cósmicos estão batendo na Terra a cada segundo, a maioria deles com uma energia muito baixa.

No entanto, de vez em quando os raios cósmicos com níveis extremos de energia afetam a Terra. O mais poderoso ainda registrado foi um único protão com uma energia de 50 J, aproximadamente equivalente a um campo de beisebol.

Embora sejam chamados de “raios cósmicos“, deve-se notar que os raios cósmicos são partículas pontuais, e não raios.

Além dos prótons, que compõem 90% de todos os raios cósmicos, há também núcleos de hélio, também conhecidos como partículas alfa, que compõem mais 9%, e elétrons que compõem o restante 1%.

O espaço exterior é preenchido com um banho de partículas de movimento rápido, conhecido como o fluxo de raios cósmicos.

Os raios cósmicos são chamados de radiação ionizante, porque eles têm a tendência para impactar moléculas com tal força que eles batem os elétrons fora de seus átomos constituintes, criando íons destrutivos. Um pedaço de biomaterial deixado desprotegido por tempo suficiente no ambiente cósmico se transformaria em queijo suíço. Este é um dos maiores desafios para a colonização do espaço humano, e todos os projetos de colônias espaciais apresentam proteção maciça para repelir os raios cósmicos.

Raios Cósmicos
Os raios cósmicos mais enérgicos vêm de eventos super energéticos fora de nossa galáxia

Os raios cósmicos obtêm seu ímpeto de objetos e eventos cósmicos de alta energia, como estrelas de nêutrons, supernovas e buracos negros.

A maioria dos raios cósmicos origina-se de dentro de nossa própria galáxia, onde eles são belchados por supernovas, ou lançado como uma estilingue do poço gravidade íngreme de um buraco negro. De fato, a presença de certos níveis de potência de raios cósmicos é evidência de que os buracos negros realmente existem.

A maioria dos raios cósmicos originam-se de dentro de nossa própria galáxia, onde eles são lançados por supernovas, ou lançado como uma estilingue do poço de gravidade íngreme de um buraco negro. De fato, a presença de certos níveis de potência de raios cósmicos é evidência de que os buracos negros realmente existem.

Um dos mais altos níveis da atmosfera da Terra é conhecido como a ionosfera, porque está sendo constantemente ionizado por raios cósmicos entrantes, juntamente com a radiação solar.

A termosfera, que é um subconjunto da ionosfera, experimenta aquecimento de até milhares de graus devido à radiação ionizante, porque a densidade de partículas aqui é relativamente baixa.

Os raios cósmicos mais enérgicos vêm de super-eventos de alta energia fora de nossa galáxia, e fornecem uma janela rara no funcionamento do universo mais amplo. Os físicos constroem instalações multimilionárias para estudar em detalhes o fluxo de raios cósmicos.

Os Raios Cósmicos

Raios Cósmicos
Raios Cósmicos

Elster, Geitel e Wilson, em 1900, observaram que os eletroscópios apresentavam sempre uma pequena carga residual, embora estivessem muito bem isolados.

Esta carga residual reduz-se muito se os eletroscópios se envolvem com uma armadura de chumbo, o que mostra que a maior parte da carga residual procede de alguma classe de irradiação exterior, muito mais penetrante que os raios gama. Hess demonstrou, em 1912, soltando balões com instrumentos, que esta carga residual tinha sua origem em irradiações procedentes de fora da Terra, com igual intensidade quer de dia, quer de noite.

Deu-se-lhes o nome de raios cósmicos.

Raios Cósmicos
Raios Cósmicos

As experiências de ionização ao nível do mar mostraram que os raios cósmicos são formados por uma parte muito penetrante ou dura (raios primários) e por outra macia (raios secundários), que pode ser absorvida por uma lâmina de chumbo de 10 cm de espessura. A radiação que a atmosfera absorve é a mesma que absorveria uma chapa de chumbo de 1 m de espessura, e isto quer dizer que a componente macia não provem do espaço exterior e que deve ser um produto secundário criado na atmosfera e absorvido continuamente por ela.

Penetrando na atmosfera, os raios primários sofrem uma série de interações, e geram raios cósmicos secundários.

Estes, por sua vez, podem sofrer novas mudanças, e a radiação que chega ao nível do mar é bastante diferente da inicial: constitui-se de cerca de 80% de múons, muito penetrantes, e outras partículas de menor energia, destacando-se, principalmente, elétrons e pósitrons.

Raios Cósmicos
Raios Cósmicos

A intensidade dos raios cósmicos ao nível do mar depende da latitude geográfica. A intensidade diminui em aproximadamente 10% no equador magnético e alcança um valor constante para latitudes superiores a 40º. Isto é conseqüência do campo magnético terrestre, que desvia as trajetórias das partículas.

O fato de que os raios cósmicos sejam desviados pelo campo magnético terrestre indica que são formados principalmente por partículas carregadas.

Utilizando-se foguetes foi verificado que a composição aproximada dos raios cósmicos primários é: partículas alfa, 21%; prótons, 77%, e partículas mais pesadas, 2%.

Raios Cósmicos
Raios Cósmicos

A partir desses conhecimentos, os cientistas procuraram determinar qual é a origem da radiação cósmica. As dificuldades são tantas que alguns preferem supor que ela existe desde a formação do Universo.

Os que acreditam que ela é formada, se defrontam com três possibilidades: ela se origina no Sol, nas estrelas, ou no espaço entre corpos estelares.

Fonte: www.space.com/abyss.uoregon.edu/www.wisegeek.com/br.geocities.com

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