Quando parliamo dell'universo e dei componenti che lo compongono, di solito parliamo del radiazione cosmica. È un tipo di energia che viaggia nello spazio. Si trova in quasi ogni angolo dell'universo e ha una composizione un po' particolare.
In questo articolo vi diremo cos'è la radiazione cosmica, la sua importanza, composizione e molto altro.
Cos'è la radiazione cosmica
La radiazione cosmica è una forma di energia che viaggia attraverso lo spazio da tutte le direzioni dell'universo. Questa radiazione è composta da particelle subatomiche, principalmente protoni ed elettroni ad alta energia, che si muovono a velocità vicine a quella della luce. Queste particelle provengono da varie fonti cosmiche, come stelle, esplosioni di supernova e buchi neri.
Una delle fonti più importanti di radiazione cosmica è il Sole. Il Sole emette particelle cariche, conosciute come vento solare, che viaggiano attraverso lo spazio e raggiungono la Terra. Tuttavia, la radiazione cosmica non proviene solo dal Sole, ma anche da altre stelle e oggetti celesti distanti. Queste particelle viaggiano per migliaia di anni luce attraverso lo spazio prima di raggiungerci.
Quando queste particelle ad alta energia entrano in collisione con l'atmosfera terrestre, interagiscono con le molecole dell'aria e creano una cascata di particelle secondarie. Sono queste particelle secondarie a raggiungere infine la superficie terrestre, dove possono essere rilevate da strumenti sensibili. La radiazione cosmica è una parte naturale dell'ambiente spaziale e terrestre e, in piccole quantità, non presenta un rischio significativo per l'uomo. Tuttavia, in determinati scenari, come voli spaziali prolungati o esposizione ad altitudini elevate, gli astronauti e i passeggeri degli aerei potrebbero essere esposti a livelli di radiazioni più elevati rispetto alla superficie terrestre. Per questo motivo viene monitorato e preso in considerazione nella pianificazione delle missioni spaziali e nel settore dell'aviazione.
Composizione
La radiazione cosmica è costituita da nuclei atomici ionizzati energetici che viaggiare nello spazio a una velocità molto vicina a quella della luce (circa 300.000 km/s). Il fatto che siano ionizzati suggerisce che abbiano acquisito una carica elettrica come risultato della loro privazione di elettroni, ma stranamente, questi nuclei sono fatti dello stesso materiale che forma noi e tutto ciò che ci circonda.
I nuclei che compongono i raggi cosmici sono distribuiti in modo diverso rispetto alla materia che ci dà forma. L'idrogeno e l'elio sono molto più abbondanti nel sistema solare che nei raggi cosmici, e altri elementi più pesanti, come il litio, il berillio o il boro, sono 10.000 volte più abbondanti nella radiazione cosmica. Questa variazione nella composizione rende lo studio della radiazione cosmica e delle sue caratteristiche essenziale per comprendere meglio l'universo che ci circonda. Per saperne di più sulla connessione delle radiazioni con il cosmo, puoi consultare Questo articolo sulla rete cosmica.
Una delle caratteristiche più importanti della radiazione cosmica è la sua isotropia essenzialmente perfetta. Questo parametro riflette che i fulmini colpiscono con la stessa frequenza da tutte le direzioni, il che significa che la moltitudine di sorgenti in grado di produrli deve coesistere contemporaneamente.
Origine della radiazione cosmica
I raggi cosmici non furono una diretta conseguenza del Big Bang. Durante la prima fase della formazione dell'universo, iniziata circa 13.800 miliardi di anni fa, furono prodotti pochi nuclei atomici più pesanti dell'idrogeno e dell'elio. Sono i più abbondanti, accompagnati solo da piccole quantità di litio e berillio, distribuzione che, come abbiamo visto, non coincide con quella dei nuclei atomici che compongono i raggi cosmici.
Una parte significativa della radiazione che penetra nell'atmosfera terrestre proviene dal Sole, che è noto per essere la stella più vicina. Tuttavia, non è affatto l'unica fonte di radiazione esterna che raggiunge la Terra. La maggior parte dei raggi cosmici che riceviamo provengono dall'esterno del nostro sistema solare da altre stelle. Viaggiano attraverso lo spazio con un'energia enorme finché non si scontrano con gli atomi negli strati superiori dell'atmosfera terrestre.
Gli elementi chimici che costituiscono la materia ordinaria e noi stessi vengono sintetizzati nel nucleo delle stelle. Se vuoi sapere esattamente come funziona questo processo, puoi consultare il nostro articolo dedicato, ma per ora ricorda solo che circa il 70% della sua massa è idrogeno, Dal 24% al 26% di elio e dal 4% al 6% è una combinazione di elementi chimici più pesanti dell'elio. Queste informazioni sono essenziali per comprendere la composizione dei nuclei che formano la radiazione cosmica.
La nube di polvere e gas che forma una stella attraverso la contrazione gravitazionale aumenta di temperatura fino all'accensione del forno nucleare e all'avvio delle prime reazioni di fusione nel suo nucleo. Questo processo consente alla stella di rilasciare energia e di produrre elementi più pesanti dell'idrogeno e dell'elio. Quando la stella esaurisce il combustibile, si riadatta per mantenere l'equilibrio idrostatico.
Questa proprietà mantiene la stella stabile per la maggior parte della sua vita attiva, poiché la contrazione gravitazionale "tira" il materiale della stella verso l'interno, bilanciata dalla pressione del gas e dalla radiazione emessa dalla stella. Le stelle "tirano" la materia sebbene il loro carburante non sia eterno. Questa dinamica stellare è ciò che in ultima analisi dà origine alla radiazione cosmica che ci colpisce.
la terra ci protegge
Il nostro pianeta ha due scudi molto preziosi che ci proteggono dalle radiazioni solari e dalle radiazioni cosmiche oltre i limiti del nostro sistema solare: l'atmosfera e il campo magnetico terrestre. Quest'ultimo si estende dal nucleo terrestre oltre la ionosfera, formando una regione nota come magnetosfera, in grado di deviare le particelle cariche verso i poli magnetici terrestri. Questo meccanismo ci protegge in larga misura dal vento solare e dai raggi cosmici.
Ciò, tuttavia, non impedisce ad alcuni nuclei ad alta energia di collidere con le molecole presenti negli strati esterni dell'atmosfera, creando sciami di particelle meno pericolose e a bassa energia che occasionalmente raggiungono la crosta terrestre. Ecco perché anche l'atmosfera svolge un ruolo protettivo molto importante, come puoi leggere nel nostro articolo su gli strati e le funzioni dell'atmosfera.
Spero che con queste informazioni tu possa saperne di più su cos'è la radiazione cosmica, la sua origine e molto altro.
