Որոնք են տիեզերական ճառագայթները: Տիեզերական ճառագայթներ (Տիեզերական ճառագայթում)

Վիքիպեդիայից՝ ազատ հանրագիտարանից

Տիեզերական ճառագայթներ - տարրական մասնիկներև ատոմների միջուկները, որոնք շարժվում են բարձր էներգիաներով արտաքին տարածության մեջ:

Հիմնական տեղեկություններ

Տիեզերական ճառագայթների ֆիզիկամաս համարվել բարձր էներգիայի ֆիզիկաԵվ մասնիկների ֆիզիկա.

Տիեզերական ճառագայթների ֆիզիկաուսումնասիրություններ:

• Տիեզերական ճառագայթների առաջացմանն ու արագացմանը տանող գործընթացները.
• տիեզերական ճառագայթների մասնիկներ, դրանց բնույթն ու հատկությունները.
• երևույթներ, որոնք առաջացել են տիեզերական ճառագայթների մասնիկներով տիեզերքում, Երկրի և մոլորակների մթնոլորտում։

Երկրի մթնոլորտի սահմանին ընկնող բարձր էներգիայի լիցքավորված և չեզոք տիեզերական մասնիկների հոսքերի ուսումնասիրությունը ամենակարևոր փորձարարական խնդիրն է։

Դասակարգումն ըստ տիեզերական ճառագայթների ծագման.

• մեր գալակտիկայից դուրս
• գալակտիկայում
• արևի տակ
• միջմոլորակային տարածության մեջ

Առաջնայինկոչվում են արտագալակտիկական և գալակտիկական ճառագայթներ: ԵրկրորդականԸնդունված է անվանել Երկրի մթնոլորտում անցնող և փոխակերպվող մասնիկների հոսքերը։

Տիեզերական ճառագայթները Երկրի մակերեսին և մթնոլորտում բնական ճառագայթման (ֆոնային ճառագայթման) բաղադրիչն են։

Մինչ արագացուցիչ տեխնոլոգիայի զարգացումը տիեզերական ճառագայթները ծառայում էին որպես բարձր էներգիայի տարրական մասնիկների միակ աղբյուր։ Այսպիսով, պոզիտրոնը և մյուոնը առաջին անգամ հայտնաբերվել են տիեզերական ճառագայթներում:

Տիեզերական ճառագայթների էներգիայի սպեկտրը բաղկացած է պրոտոնների էներգիայի 43%-ից, հելիումի էներգիայի ևս 23%-ից (ալֆա մասնիկներ) և մնացած մասնիկների կողմից տեղափոխվող էներգիայի 34%-ից։

Ըստ մասնիկների քանակի՝ տիեզերական ճառագայթները կազմում են 92% պրոտոններ, 6% հելիումի միջուկներ, մոտ 1% ավելի ծանր տարրեր և մոտ 1% էլեկտրոններ։ Արեգակնային համակարգից դուրս տիեզերական ճառագայթների աղբյուրներն ուսումնասիրելիս պրոտոն-միջուկային բաղադրիչը հիմնականում հայտնաբերվում է գամմա-ճառագայթների հոսքով, որը ստեղծում է գամմա-ճառագայթների ուղեծրով աստղադիտակների միջոցով, իսկ էլեկտրոնային բաղադրիչը հայտնաբերվում է դրա կողմից առաջացած սինքրոտրոնային ճառագայթման միջոցով, որն ընկնում է: ռադիոյի տիրույթը (մասնավորապես, մետրային ալիքների վրա՝ միջաստղային միջավայրի մագնիսական դաշտի ճառագայթման դեպքում), և ուժեղ մագնիսական դաշտերում՝ տիեզերական ճառագայթների աղբյուրի շրջանում և ավելի բարձր հաճախականությունների միջակայքերում։ Հետևաբար, էլեկտրոնային բաղադրիչը կարող է հայտնաբերվել նաև ցամաքային աստղագիտական ​​գործիքների միջոցով:

Ավանդաբար, CR-ներում դիտվող մասնիկները բաժանվում են հետևյալ խմբերը: $p\; (Z=1),\; \backslash ալֆա\; (Z=2),\; L\; (Z=3-5),\; M\; (Z=6-9),\; H\; (Z\; \backslash geqslant\; 10),\; VH\; (Z\; \backslash geqslant\; 20)$(համապատասխանաբար՝ պրոտոններ, ալֆա մասնիկներ, թեթև, միջին, ծանր և գերծանր): հատկանիշ քիմիական բաղադրությունըՏիեզերական առաջնային ճառագայթումը L խմբի միջուկների (լիթիում, բերիլիում, բոր) անոմալ բարձր (մի քանի հազար անգամ) պարունակությունն է՝ համեմատած աստղերի և միջաստղային գազի կազմի հետ։ Այս երևույթը բացատրվում է նրանով, որ տիեզերական մասնիկների առաջացման մեխանիզմը հիմնականում արագացնում է ծանր միջուկները, որոնք միջաստեղային միջավայրի պրոտոնների հետ փոխազդելիս քայքայվում են ավելի թեթև միջուկների։ Այս ենթադրությունը հաստատվում է նրանով, որ CR-ներն ունեն իզոտրոպության շատ բարձր աստիճան։

Տիեզերական ճառագայթների ֆիզիկայի պատմություն

Առաջին անգամ արտամոլորակային ծագման իոնացնող ճառագայթման հնարավորության ցուցում ստացվել է 20-րդ դարի սկզբին գազերի հաղորդունակության ուսումնասիրության փորձերում։ Գազում նկատվող ինքնաբուխ էլեկտրական հոսանքը չի կարող բացատրվել Երկրի բնական ռադիոակտիվությունից առաջացող իոնացմամբ։ Դիտարկվող ճառագայթումն այնքան թափանցող է ստացվել, որ կապարի հաստ շերտերով պաշտպանված իոնացման խցիկներում դեռևս նկատվում է մնացորդային հոսանք։ 1911-1912 թվականներին մի շարք փորձեր են իրականացվել օդապարիկների վրա իոնացնող խցիկներով։ Հեսսը պարզել է, որ ճառագայթումը մեծանում է բարձրության հետ, մինչդեռ Երկրի ռադիոակտիվության հետևանքով առաջացած իոնացումը պետք է իջնի բարձրության հետ: Կոլչերսթերի փորձերում ապացուցվել է, որ այդ ճառագայթումն ուղղված է վերևից ներքև։

1921-1925 թվականներին ամերիկացի ֆիզիկոս Միլիկանը, ուսումնասիրելով Երկրի մթնոլորտում տիեզերական ճառագայթման կլանումը, կախված դիտման բարձրությունից, պարզեց, որ կապարի մեջ այդ ճառագայթումը ներծծվում է այնպես, ինչպես միջուկների գամմա ճառագայթումը: Միլիկանն առաջինն էր, ով այս ճառագայթումն անվանեց տիեզերական ճառագայթներ: 1925 թվականին խորհրդային ֆիզիկոսներ Լ. Ա. Տուվիմը և Լ. Միսովսկին և Տուվիմը նաև հայտնաբերեցին, որ ճառագայթման ինտենսիվությունը կախված է բարոմետրիկ ճնշումից. նրանք հայտնաբերեցին «բարոմետրիկ էֆեկտը»: Դ. Վ. Սկոբելցինի փորձերը մշտական ​​մագնիսական դաշտում տեղադրված ամպային խցիկով թույլ տվեցին «տեսնել» տիեզերական մասնիկների հետքերը (հետքերը) իոնացման շնորհիվ: DV Skobeltsyn-ը հայտնաբերել է տիեզերական մասնիկների հեղեղներ: Տիեզերական ճառագայթների փորձերը հնարավորություն տվեցին միկրոաշխարհի ֆիզիկայի համար մի շարք հիմնարար հայտնագործություններ անել։

արեգակնային տիեզերական ճառագայթներ

Արեգակնային տիեզերական ճառագայթները (SCR) էներգետիկ լիցքավորված մասնիկներ են՝ էլեկտրոններ, պրոտոններ և միջուկներ, որոնք Արեգակի կողմից ներարկվում են միջմոլորակային տարածություն: SCR էներգիան տատանվում է մի քանի keV-ից մինչև մի քանի GeV: Այս միջակայքի ստորին հատվածում ՀԿԵ-ները սահմանակից են արևային արագընթաց քամու հոսքերի պրոտոններին: SCR մասնիկներն առաջանում են արևային բռնկումների պատճառով։

Գերբարձր էներգիայի տիեզերական ճառագայթներ

Որոշ մասնիկների էներգիան գերազանցում է GZK սահմանը (Greisen - Zatsepin - Kuzmin) - տիեզերական ճառագայթների տեսական էներգիայի սահմանը 5·10 19 eV, որը պայմանավորված է տիեզերական միկրոալիքային ֆոնային ճառագայթման ֆոտոնների հետ փոխազդեցությամբ: Տարեկան մի քանի տասնյակ նման մասնիկներ գրանցվում էին AGASA աստղադիտարանի կողմից։ (անգլերեն)ռուսերեն. Այս դիտարկումները դեռևս չունեն բավականաչափ հիմնավորված գիտական ​​բացատրություն։

Տիեզերական ճառագայթների գրանցում

Տիեզերական ճառագայթների հայտնաբերումից հետո երկար ժամանակ դրանց գրանցման մեթոդները չէին տարբերվում արագացուցիչներում մասնիկների գրանցման մեթոդներից, առավել հաճախ՝ գազի արտանետման հաշվիչներից կամ միջուկային լուսանկարչական էմուլսիաներից, որոնք բարձրացել են ստրատոսֆերա կամ արտաքին տարածություն: Բայց այս մեթոդը թույլ չի տալիս համակարգված դիտարկումներ բարձր էներգիայի մասնիկների մասին, քանի որ դրանք բավականին հազվադեպ են հայտնվում, և տարածությունը, որտեղ նման հաշվիչը կարող է դիտումներ կատարել, սահմանափակված է իր չափերով:

Ժամանակակից աստղադիտարաններն աշխատում են այլ սկզբունքներով։ Երբ բարձր էներգիայի մասնիկը մտնում է մթնոլորտ, այն փոխազդում է օդի ատոմների հետ առաջին 100 գ/սմ²-ում և ստեղծում է մասնիկների հոսք, հիմնականում պիոններ և մյուոններ, որոնք իրենց հերթին ստեղծում են այլ մասնիկներ և այլն: Առաջանում է մասնիկների կոն, որը կոչվում է ցնցուղ։ Նման մասնիկները շարժվում են օդում լույսի արագությունից գերազանցող արագությամբ, ինչի պատճառով առաջանում է Չերենկովյան փայլ՝ արձանագրված աստղադիտակներով։ Այս տեխնիկան թույլ է տալիս վերահսկել հարյուրավոր քառակուսի կիլոմետր տարածք ունեցող երկնքի տարածքները:

Նշանակություն տիեզերական ճանապարհորդության համար

ISS տիեզերագնացները, երբ փակում են իրենց աչքերը, տեսնում են լույսի շողեր ոչ ավելի, քան 3 րոպեն մեկ անգամ, հավանաբար այս երևույթը կապված է աչքի ցանցաթաղանթ մտնող բարձր էներգիայի մասնիկների ազդեցության հետ: Սակայն դա փորձնականորեն չի հաստատվել, հնարավոր է, որ այդ ազդեցությունն ունի բացառապես հոգեբանական հիմք։

Տիեզերական ճառագայթման երկարատև ազդեցությունը կարող է շատ բացասական ազդեցություն ունենալ մարդու առողջության վրա։ Մարդկության հետագա ընդլայնման համար Արեգակնային համակարգի այլ մոլորակներ, անհրաժեշտ է զարգացնել հուսալի պաշտպանություն նման վտանգներից. Ռուսաստանի և ԱՄՆ-ի գիտնականներն արդեն ուղիներ են փնտրում այս խնդիրը լուծելու համար:

տես նաեւ

• Պիեռ Օժերի աստղադիտարանը ( Անգլերեն)

Գրեք ակնարկ «Տիեզերական ճառագայթներ» հոդվածի վերաբերյալ

Նշումներ

1. // Ֆիզիկական հանրագիտարան / Ch. խմբ. Ա.Մ. Պրոխորով. - M .: Great Russian Encyclopedia, 1990. - T. 2. Որակի գործոն - Magneto-optics: - S. 471-474. - 703 էջ. - ISBN 5852700614։
3. Գինցբուրգ Վ.Լ. , Սիրովացկի Ս.Ի. Ներկա վիճակՏիեզերական ճառագայթների ծագման հարցը // UFN. - 1960. - No 7.- S. 411-469. - ISSN 1996-6652. - URL՝ ufn.ru/ru/articles/1960/7/b/
4. , Հետ. 18.
5. V. L. GinzburgՏիեզերական ճառագայթներ. 75 տարվա հետազոտություն և ապագա հեռանկարներ // Երկիր և տիեզերք. - M .: Nauka, 1988. - No 3: - էջ 3-9։
7. , Հետ. 236։

գրականություն

• S. V. Murzin. Տիեզերական ճառագայթների ֆիզիկայի ներածություն. Մոսկվա: Ատոմիզդատ, 1979:
• Արտաքին տիեզերքի մոդել - Մ.: Մոսկվայի պետական ​​համալսարանի հրատարակչություն, 3 հատորով:
• Ա.Դ.Ֆիլոնենկո(ռուսերեն) // UFN . - 2012. - T. 182: - S. 793-827.
• Դորման Լ.Ի.Փորձարարական և տեսական հիմքտիեզերական ճառագայթների աստղաֆիզիկա. - Մ .: Նաուկա, 1975. - 464 էջ.
• խմբ. Շիրկով Դ.Վ.Միկրոտիեզերքի ֆիզիկա. - Մ.: Խորհրդային հանրագիտարան, 1980. - 528 էջ.

Հղումներ

Բաղադրիչներ Միգամածություններ Աստղերի ձևավորման շրջաններ Շրջանաձև աստղային կազմավորումներ Ճառագայթում

Տիեզերական ճառագայթները բնութագրող հատված

Այդ ժամանակ Պետյան, ում վրա ոչ ոք ուշադրություն չէր դարձնում, մոտեցավ հորը և ամբողջ կարմիր, կոտրատող ձայնով, այժմ կոպիտ, այժմ նիհար, ասաց.
«Դե հիմա, պապի, ես վճռական կասեմ, մայրիկ էլ, ինչպես ուզում ես, ես վճռական կասեմ, որ դու ինձ թույլ կտաս ներս մտնել. զինվորական ծառայությունորովհետև ես չեմ կարող... այսքանը...
Կոմսուհին սարսափահար աչքերը բարձրացրեց դեպի երկինք, սեղմեց ձեռքերը և զայրացած դիմեց ամուսնուն.
- Դա է գործարքը: - նա ասաց.
Բայց կոմսը նույն պահին վերականգնվեց հուզմունքից։
«Դե, լավ», - ասաց նա: «Ահա ևս մեկ մարտիկ»: Թողեք անհեթեթությունը՝ պետք է սովորել։
«Դա անհեթեթություն չէ, հայրիկ: Օբոլենսկի Ֆեդյան ինձնից փոքր է և նույնպես գնում է, և ամենակարևորը, ամեն դեպքում, ես հիմա ոչինչ չեմ կարող սովորել, երբ ... - Պետյան կանգ առավ, քրտինքի տակ կարմրեց և նույնը ասաց. - երբ հայրենիքը վտանգի տակ է:
- Լրիվ, լիքը, անհեթեթություն ...
«Բայց դուք ինքներդ ասացիք, որ մենք ամեն ինչ կզոհաբերենք։
«Պետյա, ասում եմ քեզ, լռիր», - բղավեց կոմսը, հետ նայելով կնոջը, որը գունատվելով, հառած աչքերով նայեց իր կրտսեր որդուն:
-Ասում եմ քեզ: Այսպիսով, Պյոտր Կիրիլովիչը կասի ...
-Ասում եմ՝ անհեթեթություն է, կաթը դեռ չի չորացել, բայց ուզում է զինվորական ծառայություն անցնել։ Դե, լավ, ես ասում եմ ձեզ, - և կոմսը, թղթերը վերցնելով իր հետ, հավանաբար հանգստանալուց առաջ աշխատասենյակում նորից կարդալու համար, դուրս եկավ սենյակից։
- Պյոտր Կիրիլովիչ, լավ, արի գնանք ծխելու…
Պիեռը շփոթված էր և անվճռական։ Նատաշայի անսովոր փայլուն և աշխույժ աչքերը անդադար, ավելի քան սիրալիր նրան ուղղված, բերեցին նրան այս վիճակին:
-Չէ, կարծեմ տուն եմ գնում...
-Ինչպես տանը, բայց դու ուզում էիր երեկո անցկացնել մեզ հետ... Եվ հետո նրանք հազվադեպ էին սկսում այցելել: Եվ սա իմն է ... - բարեհամբույր ասաց կոմսը ՝ մատնացույց անելով Նատաշային, - միայն ձեզ հետ է ուրախ ...
«Այո, ես մոռացել եմ ... Ես անպայման պետք է գնամ տուն ... Գործեր ...», - շտապեց Պիեռը:
«Դե, ցտեսություն», - ասաց կոմսը ամբողջությամբ դուրս գալով սենյակից:
-Ինչո՞ւ եք հեռանում: Ինչու ես տխուր? Ինչու՞ .. - հարցրեց Նատաշան Պիերին ՝ արհամարհաբար նայելով նրա աչքերին:
"Որովհետեւ սիրում եմ քեզ! ուզում էր ասել, բայց չասաց, արցունքների չափ կարմրեց ու աչքերը իջեցրեց։
«Որովհետև ավելի լավ է, որ ես ավելի քիչ այցելեմ քեզ... Որովհետև... ոչ, ես պարզապես գործ ունեմ անելու»:
-Ինչի՞ց: ոչ, ասա ինձ,- վճռական սկսեց Նատաշան և հանկարծ լռեց: Երկուսն էլ վախով ու շփոթված նայեցին միմյանց։ Նա փորձեց ժպտալ, բայց չկարողացավ. նրա ժպիտը տառապանք էր արտահայտում, և նա լուռ համբուրեց նրա ձեռքն ու դուրս եկավ։
Պիեռը որոշել է այլևս իր հետ չայցելել Ռոստովներ։

Պետյան, ստանալով վճռական մերժում, գնաց իր սենյակ և այնտեղ, փակվելով բոլորից, դառնորեն լաց եղավ։ Բոլորն այնպես արեցին, կարծես ոչինչ չէին նկատել, երբ նա լուռ ու մռայլ եկավ թեյ խմելու, արցունքոտ աչքերով։
Հաջորդ օրը կայսրը եկավ։ Ռոստովների մի քանի ծառաներ խնդրեցին գնալ և տեսնել ցարին։ Այդ առավոտ Պետյան երկար ժամանակ անցկացրեց հագնվելու, մազերը սանրելու և օձիքները մեծերի պես դասավորելու վրա։ Նա հայելու առաջ մռայլվեց, շարժումներ արեց, ուսերը թոթվեց և վերջապես, առանց որևէ մեկին ասելու, գլխարկը հագավ ու ետևի շքամուտքից դուրս եկավ տնից՝ փորձելով իրեն չնկատել։ Պետյան որոշեց ուղիղ գնալ այնտեղ, որտեղ գտնվում էր ինքնիշխանը, և ուղղակիորեն բացատրել ինչ-որ սենեկապետի (Պետյային թվում էր, թե ինքնիշխանը միշտ շրջապատված է սենեկապետներով), որ ինքը՝ կոմս Ռոստովը, չնայած իր երիտասարդությանը, ցանկանում է ծառայել հայրենիքին. երիտասարդությունը չի կարող խոչընդոտ հանդիսանալ նվիրվածության համար, և որ նա պատրաստ է… Պետյան, մինչ պատրաստվում էր, պատրաստեց շատ գեղեցիկ խոսքեր, որոնք նա կասի սենեկապետին:
Պետյան ակնկալում էր սուվերենին իր շնորհանդեսի հաջողությունը հենց այն պատճառով, որ նա երեխա էր (Պետյան նույնիսկ մտածում էր, թե որքան կզարմանան բոլորը իր երիտասարդության մեջ), և միևնույն ժամանակ, իր օձիքների դասավորության, սանրվածքի և սանրվածքի մեջ. հանգիստ, դանդաղ քայլվածք, նա ուզում էր ներկայանալ որպես ծերունի։ Բայց որքան հեռանում էր, այնքան ավելի շատ էր զվարճանում Կրեմլ ժամանող ու ժամանող մարդկանցով, այնքան մոռանում էր մեծահասակներին բնորոշ աստիճանն ու դանդաղությունը։ Մոտենալով Կրեմլին՝ նա արդեն սկսեց հոգ տանել, որ իրեն չհրաժարեն, և վճռականորեն, սպառնալից հայացքով արմունկները դրեց կողքերին։ Բայց Երրորդության դարպասների մոտ, չնայած նրա ամբողջ վճռականությանը, մարդիկ, ովքեր հավանաբար չգիտեին, թե ինչ հայրենասիրական նպատակով է նա գնում Կրեմլ, սեղմեցին նրան պատին, որպեսզի նա ստիպված եղավ ենթարկվել և կանգ առնել, մինչդեռ դարպասի մոտ էր բզզոցների տակ: կամարների կողքով անցնող վագոնների ձայնը. Պետյայի մոտ կանգնած էր մի կին՝ մի ոտքով, երկու վաճառական և մի պաշտոնաթող զինվոր։ Դարպասի մոտ որոշ ժամանակ կանգնելուց հետո Պետյան, չսպասելով, որ բոլոր վագոնները անցնեն, ցանկացավ առաջ անցնել մյուսներից և սկսեց վճռականորեն աշխատել արմունկներով. բայց նրա դիմաց կանգնած կինը, ում վրա նա առաջինն ուղղեց իր արմունկները, զայրացած բղավեց նրա վրա.
-Ինչ, բարչուկ, հրում, տեսնում ես, - բոլորը կանգնած են: Ինչու՞ բարձրանալ այդ դեպքում:
«Ահա թե ինչպես բոլորը կբարձրանան», - ասաց հետամուտը և, նույնպես սկսելով աշխատել իր արմունկներով, սեղմեց Պետյային դարպասի գարշահոտ անկյունում:
Պետյան ձեռքերով սրբեց դեմքը պատած քրտինքը և ուղղեց քրտինքով թաթախված օձիքները, որոնք դասավորեց, ինչպես տանը մեծերը։
Պետյան զգում էր, որ աններկայանալի տեսք ունի, և վախենում էր, որ եթե նա այդպես ներկայացնի սենեկապետին, իրեն թույլ չեն տա տեսնել ինքնիշխանին։ Բայց կնճռոտության պատճառով վերականգնվելու և այլ տեղ գնալու հնարավորություն չկար։ Անցնող գեներալներից մեկը ռոստովցիների ծանոթն էր։ Պետյան ուզում էր օգնություն խնդրել, բայց համարեց, որ դա հակասում է քաջությանը։ Երբ բոլոր վագոններն անցան, ամբոխը լցվեց ներս և Պետյային դուրս բերեց հրապարակ, որը բոլորը գրավված էր մարդկանց կողմից։ Ոչ միայն տարածքում, այլեւ լանջերին, տանիքներին ամենուր մարդ կար։ Հենց Պետյան հայտնվեց հրապարակում, նա հստակ լսեց զանգերի ձայները և ուրախ ժողովրդական խոսակցությունները, որոնք լցրեցին ամբողջ Կրեմլը:
Ժամանակին հրապարակում ավելի ընդարձակ էր, բայց հանկարծ բոլոր գլուխները բացվեցին, ամեն ինչ շտապեց ինչ-որ տեղ առաջ։ Պետյային սեղմեցին այնպես, որ նա չկարողանա շնչել, և բոլորը բղավեցին. Ուռա՜ Հո՜ռա՜, Պետյան կանգնեց ոտքի ծայրին, հրեց, կսմթեց, բայց ոչինչ չէր տեսնում, բացի իրեն շրջապատող մարդկանցից։
Բոլոր դեմքերին կար քնքշության և հրճվանքի մեկ ընդհանուր արտահայտություն։ Վաճառականներից մեկի կինը, որը կանգնած էր Պետյայի մոտ, հեկեկում էր, և արցունքները հոսում էին նրա աչքերից։
- Հա՛յր, հրեշտակ, հա՛յր: ասաց նա՝ մատով սրբելով արցունքները։
- Ուռա՜ գոռաց բոլոր կողմերից. Մի րոպե ամբոխը կանգնեց մի տեղում. բայց հետո նա նորից շտապեց առաջ:
Պետյան, բացի իրենից, սեղմեց ատամները և դաժանորեն կլորացրեց աչքերը, շտապեց առաջ, արմունկներով աշխատելով և գոռալով «Ուռա՜յ», կարծես պատրաստ էր սպանել իրեն և բոլորին այդ պահին, բայց հենց նույն դաժան դեմքերը բարձրացան այնտեղից: նրա կողքերը «Հուռա՛» նույն աղաղակներով:
«Ուրեմն ահա թե ինչ է ինքնիշխանը: մտածեց Պետյան։ - Ոչ, ես ինքս չեմ կարող նրան դիմել, դա չափազանց համարձակ է: բայց այդ պահին ամբոխը ետ գնաց (առջևից ոստիկանները հրում էին նրանց, ովքեր շատ էին մոտեցել երթին. ինքնիշխանը պալատից անցնում էր Վերափոխման տաճար), և Պետյան անսպասելիորեն նման հարված ստացավ կողոսկրերին. կողքը և այնպես էր ջախջախվել, որ հանկարծ ամեն ինչ մշուշվել է նրա աչքերում, և նա կորցրել է գիտակցությունը։ Երբ նա ուշքի եկավ, ինչ-որ մի հոգևորական, երեսին ճերմակած մազածածկույթով, մաշված կապույտ գավազանով, հավանաբար սեքստոն, մի ձեռքով բռնել էր նրա թևի տակ, իսկ մյուսով հսկում էր նրան մոտեցող ամբոխից։
- Բարչոնկան ջախջախվեց: - ասաց սարկավագը։ - Դե, ուրեմն... ավելի հեշտ ... փշրված, փշրված:
Ինքնիշխանը գնաց Վերափոխման տաճար։ Ամբոխը նորից հարթվեց, իսկ սարկավագը Պետյային գունատ ու չշնչող առաջնորդեց դեպի Ցար թնդանոթը։ Մի քանի հոգի խղճաց Պետյային, և հանկարծ ամբողջ ամբոխը շրջվեց դեպի նա, և նրա շուրջն արդեն հրմշտոց էր։ Նրանք, ովքեր ավելի մոտ էին կանգնած, ծառայում էին նրան, արձակում նրա բաճկոնի կոճակները, թնդանոթները նստեցնում էին շառավիղի վրա և նախատում մեկին` նրան ջախջախողներին:
-Այդպես դու կարող ես մահապատժի ենթարկել: Ինչ է սա! Սպանություն անելու! Նայի՛ր, սիրտս, սփռոցի պես սպիտակ է դարձել,- ասացին ձայները։
Պետյան շուտով ուշքի եկավ, գույնը վերադարձավ դեմքին, ցավն անհետացավ, և այդ ժամանակավոր անհարմարության համար նա տեղ ստացավ թնդանոթի վրա, որով նա հույս ուներ տեսնել ինքնիշխանին, որը պետք է հետ գնար։ Պետյան այլևս չէր մտածում միջնորդություն ներկայացնելու մասին։ Եթե ​​միայն նա կարողանար տեսնել նրան, և ապա նա իրեն երջանիկ համարեր:
Վերափոխման տաճարում ծառայության ժամանակ՝ միասնական աղոթք՝ ինքնիշխանի ժամանման և. գոհաբանական աղոթքթուրքերի հետ հաշտություն կնքելու համար - ամբոխը տարածվեց. Կվասի, կոճապղպեղի, կակաչի սերմերի վաճառողները, որոնք հատկապես սիրում էր Պետյային, հայտնվեցին բղավելով, և լսվեցին սովորական խոսակցություններ։ Վաճառականներից մեկի կինը ցույց է տվել իր պատառոտված շալը և հայտնել, թե որքան թանկ է այն գնել. Մեկն ասաց, որ մեր օրերում բոլոր մետաքսե գործվածքները թանկացել են։ Սեքսթոնը՝ Պետյայի փրկիչը, խոսում էր պաշտոնյայի հետ, թե ով և ով է այսօր ծառայում սրբազանի հետ։ Սեքստոնը մի քանի անգամ կրկնեց սթափ բառը, ինչը Պետյան չհասկացավ։ Երկու երիտասարդ առևտրական կատակում էին ընկույզ կրծող բակի աղջիկների հետ։ Այս բոլոր խոսակցությունները, հատկապես աղջիկների հետ կատակները, որոնք իր տարիքում Պետյայի համար առանձնահատուկ գրավչություն ունեին, այս բոլոր խոսակցություններն այժմ Պետյային չէին հետաքրքրում. դու նստել ես իր թնդանոթի վրա՝ դեռ հուզված ինքնիշխանի և նրա հանդեպ նրա սիրո մտքից: Ցավի ու վախի զգացողության համընկնումը, երբ նրան սեղմում էին, հրճվանքի զգացողության հետ, ավելի ամրապնդեց նրա մեջ այս պահի կարևորության գիտակցությունը։
Հանկարծ թմբից թնդանոթի կրակոցներ լսվեցին (սրանք հնչեցին թուրքերի հետ խաղաղության հիշատակին), և ամբոխն արագ շտապեց դեպի ամբարտակը՝ հետևելու, թե ինչպես են կրակում։ Պետյան նույնպես ցանկանում էր փախչել այնտեղ, բայց սարկավագը, որն իր պաշտպանության տակ էր առել բարչոնին, թույլ չտվեց նրան գնալ։ Կրակոցները դեռ շարունակվում էին, երբ Վերափոխման տաճարից դուրս վազեցին սպաներ, գեներալներ, սենեկապետներ, հետո մյուսներն ավելի դանդաղ դուրս եկան, գլխարկները նորից հանեցին գլխից, իսկ նրանք, ովքեր փախել էին, որպեսզի նայեն հրացաններին։ Վերջապես տաճարի դռներից դուրս եկան ևս չորս տղամարդ՝ համազգեստով և ժապավեններով։ «Ուռա՜ Ուռա՜ ամբոխը նորից բղավեց.
-Ո՞րը: Ո՞րը։ Պետյան լացակումած ձայնով հարցրեց շուրջը, բայց ոչ ոք նրան չպատասխանեց. բոլորը չափազանց տարված էին, և Պետյան, ընտրելով այս չորս դեմքերից մեկին, որին նա չէր կարող հստակ տեսնել ուրախությունից նրա աչքերից դուրս եկող արցունքների պատճառով, իր ողջ ուրախությունը կենտրոնացրեց նրա վրա, թեև դա ինքնիշխանը չէր, բղավեց. «Ուռա՜, կատաղած ձայնով և որոշեց, որ վաղը, ինչ էլ որ արժենա, նա զինվորական է լինելու։
Ամբոխը վազեց ինքնիշխանի հետևից, ուղեկցեց նրան պալատ և սկսեց ցրվել։ Արդեն ուշ էր, և Պետյան ոչինչ չէր կերել, և քրտինքը հոսում էր նրանից. բայց նա տուն չգնաց, և ավելի փոքր, բայց բավականին մեծ ամբոխի հետ միասին կայսեր ընթրիքի ժամանակ կանգնեց պալատի առջև՝ նայելով պալատի պատուհաններին՝ սպասելով այլ բան և նախանձելով բարձրաստիճան պաշտոնյաներին, որոնք մեքենայով մոտեցան։ պատշգամբը - կայսեր ընթրիքի համար, և սենյակների լաքեյները, ովքեր ծառայում էին սեղանի մոտ և փայլում էին պատուհաններից:
Ընթրիքի ժամանակ ինքնիշխան Վալուևը պատուհանից դուրս նայելով ասաց.
«Ժողովուրդը դեռ հույս ունի տեսնել Ձերդ Մեծություն։
Ընթրիքն արդեն ավարտված էր, կայսրը վեր կացավ և, վերջացնելով իր թխվածքաբլիթը, դուրս եկավ պատշգամբ։ Ժողովուրդը, Պետյան մեջտեղում, շտապեցին պատշգամբ։
«Հրեշտակ, հայրիկ»: Ուռա՛յ, հայրի՛կ… - գոռացին ժողովուրդն ու Պետյան, և կրկին կանայք և ավելի թույլ տղամարդիկ, այդ թվում Պետյան, լաց եղան երջանկությունից: Թխվածքաբլիթի բավականին մեծ կտորը, որը ինքնիշխանը ձեռքում էր, պոկվեց և ընկավ պատշգամբի բազրիքին՝ բազրիքից մինչև գետնին։ Վերարկուով կառապանը, որն ամենամոտ կանգնած էր, շտապեց դեպի այս թխվածքաբլիթի կտորը և բռնեց այն։ Ամբոխի մի մասը շտապեց կառապանի մոտ։ Նկատելով դա՝ ինքնիշխանը հրամայեց իրեն մատուցել մի ափսե թխվածքաբլիթով և սկսեց թխվածքաբլիթներ նետել պատշգամբից։ Պետյայի աչքերը լցվել էին արյունով, ճզմվելու վտանգը նրան ավելի հուզեց, նա նետվեց թխվածքաբլիթների վրա։ Նա չգիտեր, թե ինչու, բայց ստիպված էր թագավորի ձեռքից մեկ թխվածքաբլիթ վերցնել, և նա ստիպված չէր զիջել։ Նա շտապեց և տապալեց մի ծեր կնոջ, որը թխվածքաբլիթ էր բռնում։ Բայց պառավն իրեն պարտված չհամարեց, թեև պառկել էր գետնին (պառավը թխվածքաբլիթներ էր բռնել և ձեռքերով չէր հարվածում): Պետյան ծունկով թակեց ձեռքը, բռնեց թխվածքաբլիթը և, կարծես վախենալով ուշանալուց, խռպոտ ձայնով նորից բղավեց «Ուռա՜հ»։
Ինքնիշխանը հեռացավ, իսկ դրանից հետո ժողովրդի մեծ մասը սկսեց ցրվել։
«Ուստի ես ասացի, որ մենք դեռ պետք է սպասենք, և դա եղավ», - ուրախությամբ ասում էին մարդիկ տարբեր կողմերից:
Ինչպես Պետյան երջանիկ էր, նա դեռ տխուր էր, որ տուն էր գնում և գիտեր, որ այդ օրվա բոլոր վայելքներն ավարտվել են։ Կրեմլից Պետյան գնաց ոչ թե տուն, այլ իր ընկեր Օբոլենսկու մոտ, որը տասնհինգ տարեկան էր, որը նույնպես մտավ գունդ։ Վերադառնալով տուն՝ նա վճռական ու հաստատակամ հայտարարեց, որ եթե իրեն ներս չթողնեն, կփախչի։ Եվ հաջորդ օրը, թեև դեռ ամբողջությամբ չհանձնված, կոմս Իլյա Անդրեյիչը գնաց պարզելու, թե ինչպես Պետյային ավելի ապահով տեղ դնել։

15-ի առավոտյան, դրանից հետո երրորդ օրը, Սլոբոդա պալատում կանգնած էին անհամար կառքեր։
Սրահները լեփ-լեցուն էին։ Առաջինում համազգեստով ազնվականներ էին, երկրորդում՝ շքանշաններով, մորուքներով ու կապույտ կաֆտաններով առևտրականներ։ Ազնվականների ժողովի դահլիճում աղմուկ ու շարժում էր։ Մի մեծ սեղանի մոտ, ինքնիշխանի դիմանկարի տակ, ամենակարևոր ազնվականները նստած էին բարձր թիկունքներով աթոռների վրա. բայց ազնվականների մեծ մասը շրջում էր դահլիճով։
Բոլոր ազնվականները, նույն նրանք, ում Պիերն ամեն օր տեսնում էր կամ ակումբում կամ իրենց տներում, բոլորը համազգեստով էին, ոմանք՝ Եկատերինի, ոմանք Պավլովի, ոմանք նոր Ալեքսանդրի, ոմանք ընդհանուր ազնվականի, և այս ընդհանուր կերպարը։ Համազգեստը տարօրինակ ու ֆանտաստիկ բան տվեց այս ծեր ու երիտասարդ, ամենատարբեր ու ծանոթ դեմքերին։ Հատկապես աչքի էին զարնում ծերերը՝ կույր, անատամ, ճաղատ, դեղին ճարպից ուռած կամ կնճռոտ, նիհար։ Նրանք մեծ մասամբ նստում էին իրենց տեղերում և լռում, իսկ եթե քայլեին ու խոսեին, կկապվեին ավելի երիտասարդի հետ։ Ինչպես հրապարակում տեսած ամբոխի դեմքերին, այնպես էլ այս բոլոր դեմքերին հակառակի ցայտուն հատկանիշն էր՝ ինչ-որ հանդիսավոր ու սովորական բանի ընդհանուր ակնկալիք, երեկ՝ բոստոնյան խնջույք, Պետրուշկա խոհարար, առողջություն։ Զինաիդա Դմիտրիևնա և այլն:
Պիեռը, վաղ առավոտից հավաքված իրեն դարձած անհարմար, նեղ ազնվական համազգեստով, սրահներում էր։ Նա գրգռված վիճակում էր. ոչ միայն ազնվականության, այլև առևտրականների՝ կալվածքների, էթաթս գեներաուների արտահերթ համագումարը նրա մեջ առաջացրեց մի ամբողջ շարք մտքեր, որոնք վաղուց լքված էին, բայց խորապես խրված նրա հոգում Կոնտրատի մասին։ սոցիալական [Սոցիալական պայմանագիր] և ֆրանսիական հեղափոխությունը: Կոչում նրա նկատած խոսքերը, թե ինքնիշխանը մայրաքաղաք է ժամանելու իր ժողովրդի հետ համաժողովի, հաստատեցին նրան այս տեսքով։ Եվ նա, հավատալով, որ այս իմաստով ինչ-որ կարևոր բան է մոտենում, մի բան, որին նա երկար էր սպասում, քայլեց, ուշադիր նայեց, լսեց խոսակցությունը, բայց ոչ մի տեղ չգտավ իրեն զբաղեցնող այդ մտքերի արտահայտությունը։

Տիեզերական ճառագայթները բարձր էներգիայի լիցքավորված մասնիկների հոսքեր են, որոնք բաղկացած են պրոտոններից։ Նրանք Երկիր են գալիս միջաստղային տարածության բոլոր ուղղություններից, այդ թվում՝ Արեգակից։ 1-ին առաջանալուց հետո հոսքերի ինտենսիվությունը կտրուկ աճում է։Տիեզերական ճառագայթները նման են շատ հազվադեպ գազի, որի մասնիկները գրեթե չեն փոխազդում միմյանց հետ։ Բայց, թռչելով նյութի միջով, նրանք բախվում են նրա ատոմների միջուկներին և առաջացնում անկայուն տարրական մասնիկներ (դրանք հայտնաբերվում են այս հետքերով): Երկրի մերձակայքում գտնվող արտաքին տարածություն թափանցում են երկու տեսակի տիեզերական ճառագայթներ՝ անշարժ և անշարժ: Անշարժները ներառում են մասնիկների հոսքեր ից, ոչ ստացիոնարները արեգակնային ծագման ճառագայթներն են։

Տիեզերքի խորքից Երկրի վրա ընկնում են ամեն տեսակ մասնիկների ամեն երկրորդ հոսքերը։ Տիեզերական ճառագայթները հաղթահարում են հսկայական հեռավորություններ, բայց չեն կորցնում իրենց ուժը։ Նրանք ներխուժում են մեր մոլորակի մթնոլորտ՝ իոնացնելով նրա բաղկացուցիչ գազերը։ Այս հայտնագործության առաջամարտիկը Վ. Հեսսն էր. օգնությամբ օդապարիկնա կարողացավ որոշել, որ գազերի իոնացումը չի նվազում բարձրության հետ, ինչպես ենթադրվում էր, այլ մեծանում է: Սա ցույց տվեց, որ այս գործընթացի համար պատասխանատու ռադիոակտիվ նյութը մեր մոլորակում չէ։

Տեսակներ

Գալակտիկական

Տիեզերական առաջնային ճառագայթների էներգիաները, որոնք հանդիսանում են ատոմային միջուկներ և տարրական մասնիկներ, հսկայական են և հասնում են հարյուրավոր ԳեՎ-ի։ Երկրի մթնոլորտով անցնելիս նրանք ստեղծում են նոր մասնիկներ, որոնք կոչվում են երկրորդական տիեզերական ճառագայթներ: Տիեզերական ճառագայթները անցնում են հսկայական տարածություններ մեր գալակտիկայում՝ անընդհատ փոխելով ուղղությունները:Նրանք ունեն գրեթե լույսի արագություն, իսկ ուղղության փոփոխության պատճառը մագնիսական դաշտում է։ Ճառագայթների համար շատ դժվար է հեռանալ գալակտիկայից, քանի որ նրա մագնիսական դաշտը փակ է։ Սա հնարավորություն տվեց հաստատել մեր գալակտիկայում մագնիսական դաշտի առկայության տեսությունը, հաշվարկել դրա ուժը։ Հաշվարկներից պարզվում է, որ տիեզերական ճառագայթները միլիարդավոր տարիների ընթացքում անցնում են մինչև 10 27 սմ տարածություններ: Ելնելով մասնիկների գոյության ժամանակից՝ հնարավոր է որոշել դրանց աղբյուրների հզորությունը։ Նման աղբյուրներն են, օրինակ. Տիեզերական ճառագայթներն ընդունակ են տաքացնել հազվագյուտ գազերը մինչև միլիոնավոր աստիճաններ։ Նմանատիպ պրոցես գոյություն ունի, օրինակ, Արեգակի կոնվեկտիվ գոտում։ Այս գազերը կազմում են հսկայական լուսապսակ, որը կոչվում է գալակտիկական պսակ:

Ալբեդո

Ճառագայթների մի մասն արտացոլվում է երկրագնդի մթնոլորտով՝ առաջացնելով երկրորդական մասնիկներ՝ ալբեդո։ Ալբեդո նեյտրոնները ճառագայթային գոտին մատակարարում են մինչև 103 ՄէՎ էներգիա ունեցող պրոտոններով և մի քանի ՄէՎ էներգիայով էլեկտրոններով։

արևային

Արեգակնային բռնկումների ժամանակ լիցքավորված մասնիկների հոսքեր են արտանետվում։ Նրանք արագանում են լուսատուի մթնոլորտի վերին շերտերում և ձեռք են բերում բավականաչափ բարձր էներգիա։ Նրանց գրանցումը երկրի մակերեսը, ավելի բարձր էներգիայի գալակտիկական հոսքերի ֆոնին տեղի է ունենում տիեզերական ճառագայթների հոսքի ինտենսիվության կտրուկ աճի տեսքով։ Արեգակի ճառագայթների հիմնական մասը պրոտոններ են՝ 10 6 էՎ էներգիայով, և դրանց էներգիայի վերին սահմանը 2 է։ 10 10 էՎ.

գերբարձր էներգիայի ճառագայթներ

Նման ճառագայթների մասնիկների էներգիան ավելի բարձր է, քան տեսական էներգիայի թույլատրելի սահմանը, որը 5 է։ 10 19 էՎ. Այս սահմանը պայմանավորված է դրանց փոխազդեցությամբ առաջնային, մասունքների, ճառագայթման ֆոտոնների հետ։ Պարզվում է, որ այս տիեզերական ճառագայթները թափառողներ են Տիեզերքի խորքերից: AGASA աստղադիտարանը ամբողջ տարվա ընթացքում հետևել է գերբարձր էներգիայի մասնիկների մի քանի տասնյակ աղբյուրների:

Տիեզերական ճառագայթների գրանցում

Ժամանակակից աստղադիտարաններում տիեզերական ճառագայթների հետքերի հետքերն իրականացվում են աստղադիտակների միջոցով։ Մթնոլորտ մտնող բարձր էներգիայի մասնիկները փոխազդում են օդի ատոմների հետ։ Արդյունքում ծնվում են պիոնների և մյուոնների հոսքեր, որոնք իրենք են ձևավորում այլ մասնիկներ։ Գործընթացը շարունակվում է մինչև մասնիկների կոնի ձևավորումը, որը կոչվում է ցնցուղ: Այդպիսի մասնիկները լույսից բարձր արագություն ունեն (օդում), ուստի դրանք փայլում են։ Մեթոդը հնարավորություն է տալիս հետևել երկնքի հարյուրավոր կմ2 տարածքներին:

Տիեզերական ճառագայթներ,բարձր էներգիայի լիցքավորված մասնիկների հոսքեր, որոնք Երկիր են գալիս բոլոր կողմերից տիեզերքից և անընդհատ ռմբակոծում նրա մթնոլորտը: Տիեզերական ճառագայթներում գերակշռում են պրոտոնները, կան նաև էլեկտրոններ, հելիումի միջուկներ և ավելի ծանր քիմիական տարրեր(մինչև Z ≈ 30 լիցքով միջուկներ)։ Ջրածնի և հելիումի ատոմների միջուկներն ամենաշատն են տիեզերական ճառագայթներում (համապատասխանաբար ≈85 և ≈10%)։ Մյուս միջուկների տեսակարար կշիռը փոքր է (չի գերազանցում ≈5%)։ Տիեզերական ճառագայթների մի փոքր մասը կազմում են էլեկտրոնները և պոզիտրոնները (1%-ից պակաս)։ Տիեզերական ճառագայթման միջադեպ սահմանին երկրագնդի մթնոլորտը, ներառում է բոլոր կայուն լիցքավորված մասնիկները և միջուկները՝ 106 և ավելի տարի ժամկետով: Ըստ էության, միայն հեռավոր աստղաֆիզիկական աղբյուրներում արագացված մասնիկները կարելի է անվանել իսկապես «առաջնային» տիեզերական ճառագայթներ, իսկ «երկրորդական»՝ միջաստղային գազի հետ առաջնային տիեզերական ճառագայթների փոխազդեցության գործընթացում ձևավորված մասնիկներ։ Այսպիսով, աստղերում սինթեզված էլեկտրոնները, պրոտոնները և հելիումի միջուկները, ինչպես նաև ածխածինը, թթվածինը, երկաթը և այլն, առաջնային են։ Ընդհակառակը, լիթիումի, բերիլիումի և բորի միջուկները պետք է համարվեն երկրորդական։ Հակապրոտոններն ու պոզիտրոնները մասամբ, եթե ոչ ամբողջությամբ, երկրորդական են, սակայն դրանց այդ մասնաբաժինը, որը կարող է առաջնային ծագում ունենալ, այժմ հետազոտության առարկա է։

Տիեզերական ճառագայթների հետազոտության պատմություն

Ի սկզբանե. 20 րդ դար էլեկտրոսկոպներով փորձերում և իոնացման խցիկներՀայտնաբերվել է գազերի մշտական ​​մնացորդային իոնացում, որն առաջացել է ինչ-որ տեսակի ներթափանցող ճառագայթման հետևանքով: Ի տարբերություն ռադիոակտիվ նյութերի ճառագայթման միջավայրը, թափանցող ճառագայթումը չկարողացավ կանգնեցնել կապարի նույնիսկ հաստ շերտերը։ Հայտնաբերված թափանցող ճառագայթման այլմոլորակային բնույթը հաստատվել է 1912 թվականին (W. Hess, Նոբելյան մրցանակ, 1936) փուչիկների վրա իոնացման խցիկների փորձարկումներում։ Պարզվել է, որ Երկրի մակերևույթից հեռավորության բարձրացման հետ մեկտեղ մեծանում է ներթափանցող ճառագայթման հետևանքով առաջացած իոնացումը։ Նրա այլմոլորակային ծագումը վերջնականապես ապացուցեց Ռ. Milliken 1923–26-ին մթնոլորտի կողմից ճառագայթման կլանման փորձերի ժամանակ (հենց նա ներկայացրեց «տիեզերական ճառագայթներ» տերմինը)։

Տիեզերական ճառագայթների բնույթը մինչև 1940-ական թթ. մնաց անհասկանալի: Այդ ընթացքում ինտենսիվորեն մշակվել է տիեզերական ճառագայթների հետազոտության միջուկային ուղղությունը (միջուկային ֆիզիկայի ասպեկտ)՝ տիեզերական ճառագայթների փոխազդեցության ուսումնասիրությունը նյութի հետ, երկրորդական մասնիկների առաջացումը և մթնոլորտում դրանց կլանումը։ Այս ուսումնասիրությունները, որոնք իրականացվել են աստղադիտակների, հաշվիչների, Վիլսոնի խցիկների և միջուկային լուսանկարչական էմուլսիաների օգնությամբ (բարձրացված օդապարիկների վրա դեպի ստրատոսֆերա), հանգեցրել են, մասնավորապես, նոր տարրական մասնիկների հայտնաբերմանը. պոզիտրոն (1932), մյուոն(1936), π մեզոն (1947)։

Երկրաբաշխության ազդեցության համակարգված ուսումնասիրություններ մագնիսական դաշտըառաջնային տիեզերական ճառագայթների ժամանման ինտենսիվության և ուղղության վրա ցույց տվեց, որ տիեզերական ճառագայթների մասնիկների ճնշող մեծամասնությունը դրական լիցք ունի: Դրա հետ կապված է տիեզերական ճառագայթների արևելք-արևմուտք անհամաչափությունը. Երկրի մագնիսական դաշտում լիցքավորված մասնիկների շեղման պատճառով ավելի շատ մասնիկներ գալիս են արևմուտքից, քան արևելքից: Լուսանկարչական էմուլսիաների օգտագործումը հնարավորություն տվեց որոշել առաջնային տիեզերական ճառագայթների միջուկային բաղադրությունը (1948 թ.) հայտնաբերվել են ծանր քիմիական տարրերի միջուկների հետքեր՝ մինչև երկաթ։ Տիեզերական ճառագայթների առաջնային էլեկտրոնները առաջին անգամ գրանցվել են միայն 1961 թվականին ստրատոսֆերային չափումների ժամանակ։

սկսած կոն. 1940-ական թթ ի հայտ եկան տիեզերական ճառագայթների ծագման և ժամանակային տատանումների խնդիրները (տիեզերաֆիզիկական կողմը)։

Տիեզերական ճառագայթների բնութագրերը և դասակարգումը

Տիեզերական ճառագայթները նման են խիստ հազվագյուտ ռելյատիվիստական ​​գազի, որի մասնիկները գործնականում չեն փոխազդում միմյանց հետ, բայց հազվադեպ բախումներ են ունենում միջաստղային և միջմոլորակային միջավայրերի նյութի հետ և ենթարկվում են տիեզերական մագնիսական դաշտերին: Տիեզերական ճառագայթների մասնիկներն ունեն հսկայական կինետիկ էներգիա (մինչև E kin ~ 10 21 eV): Երկրի մոտ տիեզերական ճառագայթների հոսքի ճնշող մեծամասնությունը կազմված է 10 6 էՎ-ից մինչև 10 9 էՎ էներգիա ունեցող մասնիկներից, որից հետո տիեզերական ճառագայթների հոսքը կտրուկ թուլանում է։ Այսպիսով, ~ 10 12 էՎ էներգիայի դեպքում 1 մասնիկ / (մ 2 ∙ վրկ) ոչ ավելին ընկնում է մթնոլորտի սահմանին, իսկ Էկինի ~ 10 15 էՎ-ում միայն 1 մասնիկ / (մ 2 ∙ տարի): Սա որոշակի դժվարություններ է առաջացնում բարձր և գերբարձր (ծայրահեղ) էներգիաների տիեզերական ճառագայթների ուսումնասիրության մեջ։ Թեև Երկրի մոտ տիեզերական ճառագայթների ընդհանուր հոսքը փոքր է (ընդամենը մոտ 1 մասնիկ / (սմ 2 ∙ վ)), նրանց էներգիայի խտությունը (մոտ 1 էՎ / սմ 3) մեր Գալակտիկայի ներսում համեմատելի է էներգիայի խտության հետ։ աստղերի ընդհանուր էլեկտրամագնիսական ճառագայթում, էներգիա ջերմային շարժումմիջաստղային գազը և նրա տուրբուլենտ շարժումների կինետիկ էներգիան, ինչպես նաև Գալակտիկայի մագնիսական դաշտի էներգիայի խտության հետ։ Այստեղից հետևում է, որ տիեզերական ճառագայթները պետք է կարևոր դեր խաղան բազմաթիվ աստղաֆիզիկական գործընթացներում։

Այլ կարևոր հատկանիշտիեզերական ճառագայթներ - նրանց էներգիայի ոչ ջերմային ծագումը: Իրոք, նույնիսկ ~10 9 Կ ջերմաստիճանի դեպքում, որը, ըստ երևույթին, մոտ է աստղերի ինտերիերի առավելագույնին, մասնիկների ջերմային շարժման միջին էներգիան ≈3∙10 5 էՎ է: Երկրի մոտ նկատված տիեզերական ճառագայթների մասնիկների հիմնական թիվը Սբ. 10 8 էՎ. Սա նշանակում է, որ տիեզերական ճառագայթները էներգիա են ստանում՝ արագանալով պլազմայի և էլեկտրամագնիսական բնույթի կոնկրետ աստղաֆիզիկական գործընթացներում։

Ըստ իրենց ծագման՝ տիեզերական ճառագայթները կարելի է բաժանել մի քանի խմբերի՝ 1) գալակտիկական ծագման տիեզերական ճառագայթներ (գալակտիկական տիեզերական ճառագայթներ); դրանց աղբյուրը մեր Գալակտիկան է, որտեղ մասնիկները արագանում են մինչև 10 18 էՎ կարգի էներգիաներ. 2) մետագալակտիկական ծագման տիեզերական ճառագայթներ (մետագալակտիկական տիեզերական ճառագայթներ). նրանք ձևավորվել են այլ գալակտիկաներում և ունեն ամենամեծ, ուլտրարելատիվիստական ​​էներգիաները (ավելի քան 10 18 էՎ); 3) արեգակնային տիեզերական ճառագայթներ. ընթացքում առաջացած Արեգակի մոտ կամ մոտ արեգակնային բռնկումներԵվ կորոնային զանգվածի արտանետումներ; նրանց էներգիան տատանվում է 10 6 էՎ-ից մինչև Սբ. 10 10 էՎ; 4) անոմալ տիեզերական ճառագայթներ. ձևավորվել է Արեգակնային համակարգհելիոսֆերայի ծայրամասում; մասնիկների էներգիան 1–100 ՄէՎ/նուկլեոն է։

Ըստ լիթիումի, բերիլիումի և բորի միջուկների պարունակության, որոնք առաջանում են ատոմների հետ տիեզերական ճառագայթների փոխազդեցության արդյունքում. միջաստղային միջավայր, միջաստեղային միջավայրում թափառելիս հնարավոր է որոշել X նյութի քանակությունը, որով անցել են տիեզերական ճառագայթները։ X արժեքը մոտավորապես հավասար է 5–10 գ/սմ2: Միջաստղային միջավայրում տիեզերական ճառագայթների թափառման ժամանակը (կամ դրանց կյանքի տևողությունը) և X-ի արժեքը կապված են X≈ ρvt հարաբերակցությամբ, որտեղ ρ-ն միջաստղային միջավայրի միջին խտությունն է, որը կազմում է ~10 – 24 գ/սմ 3: , t-ն այս միջավայրում տիեզերական ճառագայթների թափառման ժամանակն է, v-ն մասնիկների արագությունն է։ Սովորաբար ենթադրվում է, որ v-ի արժեքը ուլտրառելյատիվիստական ​​տիեզերական ճառագայթների համար գործնականում հավասար է լույսի c արագությանը, այնպես որ դրանց կյանքի տևողությունը մոտ է. 3 10 8 տարի. Այն որոշվում է կա՛մ Գալակտիկայից և նրա լուսապսակից տիեզերական ճառագայթների փախուստով, կա՛մ միջաստղային միջավայրի նյութի հետ ոչ առաձգական փոխազդեցությամբ դրանց կլանմամբ։

Ներխուժելով Երկրի մթնոլորտ՝ առաջնային տիեզերական ճառագայթները ոչնչացնում են մթնոլորտի ամենատարածված քիմիական տարրերի՝ ազոտի և թթվածնի միջուկները և առաջացնում կասկադային գործընթաց, որին մասնակցում են ներկայումս հայտնի բոլոր տարրական մասնիկները, մասնավորապես այնպիսի երկրորդական մասնիկներ, ինչպիսիք են պրոտոնները, նեյտրոնները: , մեզոններ, էլեկտրոններ, ինչպես նաև γ-քվանտա և նեյտրինոներ։ Ընդունված է 1 սմ 2 խաչմերուկով սյունակում պարփակված նյութի քանակով գրամներով մթնոլորտում տիեզերական ճառագայթի մասնիկի անցած ճանապարհը բնութագրել, այսինքն՝ արտահայտել մասնիկների տիրույթը g/-ով: սմ 2 մթնոլորտային նյութ: Սա նշանակում է, որ X (գ/սմ 2) մթնոլորտով I 0 սկզբնական ինտենսիվությամբ պրոտոնային ճառագայթով անցնելուց հետո, բախումներ չկրած պրոտոնների թիվը հավասար կլինի I = I 0 exp(–x/λ), որտեղ λ-ն մասնիկի միջին ուղին է: Պրոտոնների համար, որոնք կազմում են առաջնային տիեզերական ճառագայթների մեծ մասը, օդում λ միջակայքը ≈70 գ/սմ 2 է, հելիումի միջուկների համար՝ λ≈25 գ/սմ 2, ավելի ծանր միջուկների համար՝ նույնիսկ ավելի քիչ։ Պրոտոնները մթնոլորտի հետ իրենց առաջին բախումն են զգում 20 կմ միջին բարձրության վրա (x ≈ 70 գ/սմ2): Մթնոլորտի հաստությունը ծովի մակարդակում համարժեք է 1030 գ/սմ2, այսինքն՝ համապատասխանում է պրոտոնների մոտ 15 միջուկային միջակայքերին: Դրանից բխում է, որ առանց բախումների Երկրի մակերես հասնելու հավանականությունը չնչին է առաջնային մասնիկի համար։ Ուստի Երկրի մակերեսին տիեզերական ճառագայթները հայտնաբերվում են միայն երկրորդական մասնիկների կողմից ստեղծված իոնացման թույլ ազդեցություններով։

Տիեզերական ճառագայթներ Երկրի մոտ

Գալակտիկական և մետագալակտիկական ծագման տիեզերական ճառագայթները զբաղեցնում են էներգիայի հսկայական տիրույթ՝ ընդգրկելով մոտ 15 կարգի մեծություններ՝ 10 6-ից մինչև 10 21 էՎ: Արեգակնային տիեզերական ճառագայթների էներգիաները, հատկապես հզոր արեգակնային բռնկումների ժամանակ, կարող են հասնել մեծ արժեքներ, սակայն նրանց էներգիայի բնորոշ արժեքը սովորաբար չի գերազանցում 10 9 էՎ-ը։ Հետևաբար, տիեզերական ճառագայթների բաժանումը գալակտիկական և արևային միանգամայն արդարացված է, քանի որ արևի և գալակտիկական տիեզերական ճառագայթների և՛ բնութագրերը, և՛ աղբյուրները բոլորովին տարբեր են:

10 ԳէՎ/նուկլեոնից ցածր էներգիաների դեպքում Երկրի մոտ չափվող գալակտիկական տիեզերական ճառագայթների ինտենսիվությունը կախված է մակարդակից արևային ակտիվություն(ավելի ճիշտ՝ արեգակնային ցիկլերի ընթացքում փոփոխվող միջմոլորակային մագնիսական դաշտից)։ Բարձրագույն էներգիաների տարածաշրջանում գալակտիկական տիեզերական ճառագայթների ինտենսիվությունը գործնականում հաստատուն է ժամանակի մեջ։ Համաձայն ժամանակակից հայեցակարգերի, գալակտիկական տիեզերական ճառագայթները վերջանում են էներգետիկ տարածաշրջանում 10 17-ից 10 18 էՎ-ի միջև: Չափազանց բարձր էներգիաների տիեզերական ճառագայթների ծագումը, ամենայն հավանականությամբ, կապված չէ Գալակտիկայի հետ։

Տիեզերական ճառագայթների տարբեր բաղադրիչների սպեկտրները նկարագրելու չորս եղանակ կա. 1. Կոշտության միավորի մասնիկների թիվը: Տիեզերական մագնիսական դաշտերում մասնիկների տարածումը (և հավանաբար նաև արագացումը) կախված է Լարմորի շառավղից r L կամ R մասնիկի մագնիսական կոշտությունից, որը հանդիսանում է Լարմորի շառավիղի և մագնիսական դաշտի B ուժգնության արտադրյալը. = pc /(Ze), որտեղ p-ն և Z-ը մասնիկի իմպուլսն ու լիցքն են (էլեկտրոնի լիցքի միավորներով e ), c-ը լույսի արագությունն է: 2. Մեկ նուկլեոնի էներգիայի միավորի մասնիկների թիվը: Միջաստղային գազի միջով տարածվող միջուկների մասնատումը կախված է մեկ նուկլեոնի էներգիայից, քանի որ դրա քանակը մոտավորապես պահպանվում է, երբ միջուկը ոչնչացվում է գազի հետ փոխազդեցությամբ։ 3. Նուկլոնների թիվը մեկ նուկլեոնի էներգիայի միավորի վրա։ Մթնոլորտում երկրորդական մասնիկների առաջացումը կախված է նուկլեոնների ինտենսիվությունից՝ մեկ նուկլեոնի էներգիայի մեկ միավորի հաշվով՝ գրեթե անկախ նրանից, թե մթնոլորտի վրա հայտնված նուկլեոնները ազատ պրոտոններ են, թե կապված են միջուկներում։ 4. Մեկ միջուկի էներգիայի միավորի մասնիկների թիվը: Փորձարկումներ վրա ընդարձակ օդային ցնցուղներ, որոնք օգտագործում են մթնոլորտը որպես կալորիմետր, սովորաբար չափում են մի մեծություն, որը կապված է մեկ մասնիկի ընդհանուր էներգիայի հետ։ I մասնիկների դիֆերենցիալ ինտենսիվության չափման միավորներն են (cm–2 s–1 sr–1 E–1), որտեղ E էներգիան ներկայացված է վերը թվարկված չորս փոփոխականներից մեկի միավորներով։

Տիեզերական ճառագայթների դիֆերենցիալ էներգիայի սպեկտրը 10 11 էՎ-ից բարձր էներգիայի միջակայքում ցույց է տրված նկ. 1. Սպեկտրը նկարագրված է հզորության օրենքով շատ լայն էներգիայի միջակայքում՝ 10 11-ից մինչև 10 20 էՎ՝ թեքության մի փոքր փոփոխությամբ մոտ. 3 10 15 eV (կռում, երբեմն կոչվում է «ծունկ», ծունկ) և մոտ. 10 19 eV («կոճ», կոճ): Տիեզերական ճառագայթների ինտեգրալ հոսքը «կոճից» վերև կազմում է մոտավորապես 1 մասնիկ/(կմ 2 տարի):

Աղյուսակ 1. Տարբեր միջուկների հարաբերական առատությունը գալակտիկական և արեգակնային տիեզերական ճառագայթներում Արեգակի և այլ աստղերի վրա (թթվածնի միջուկների պարունակությունը ենթադրվում է 1,0)

Հիմնական	արեգակնային տիեզերական ճառագայթներ	Արև	Աստղեր	Գալակտիկական տիեզերական ճառագայթներ
1Հ	4600 *	1445	925	685
2 Նա	70 *	91	150	48
3Լի	?	<10 – 5	<10 – 5	0,3
4Be - 5B	0,02	<10 – 5	<10 – 5	0,8
6C	0,54 *	0,60	0,26	1,8
7 Ն	0,20	0,10	0,20	<0,8
8 Օ	1,0	1,0	1,0	1,0
9F	<0,03	10 – 3	<10 – 4	<0,1
10 Նե	0,16 *	0,054	0,36	0,30
11 Նա	?	0,002	0,002	0,19
12 մգ	0,18 *	0,05	0,04	0,32
13 Ալ	?	0,002	0,004	0,06
14 Սի	0,13 *	0,065	0,045	0,12
15 Պ - 21 Սկ	0,06	0,032	0,024	0,13
16 S - 20 Ca	0,04 *	0,028	0,02	0,11
22Ti - 28Ni	0,02	0,006	0,033	0,28
26 Fe	0,15 *	0,05	0,06	0,14

* 1–20 ՄէՎ/նուկլեոն էներգիայի միջակայքի դիտողական տվյալները, այս սյունակի մնացած տվյալները վերաբերում են ≥ 40 ՄՎ/նուկլեոն էներգիաներին։ Աղյուսակի մեծամասնության արժեքների սխալը 10-ից 50% է:

Առաջնային նուկլոնների ինտենսիվությունը էներգիայի միջակայքում մի քանի ԳեՎ-ից մինչև 10 ՏէՎ կամ մի փոքր ավելի բարձր կարող է մոտավորապես նկարագրվել հանգստի էներգիայի բանաձևով, α ≈ (γ + 1) = 2,7 դիֆերենցիալ սպեկտրի ինդեքսն է, γ-ն՝ ինտեգրալ սպեկտրային ինդեքս. ԼԱՎ. Առաջնային նուկլոնների 79%-ը ազատ պրոտոններ են, մոտ. Մնացած մասնիկների 70%-ը նուկլեոններ են՝ կապված հելիումի միջուկներում։ Առաջնային միջուկների ֆրակցիաները (բաժնետոմսերը) գրեթե հաստատուն են նշված էներգիայի միջակայքում (հնարավոր է աննշան տատանումներով): Նկ. Նկար 2-ը ցույց է տալիս գալակտիկական տիեզերական ճառագայթների սպեկտրը ≈400 ՄէՎ/նուկլեոնից բարձր էներգետիկ տարածաշրջանում: Տիեզերական ճառագայթների հիմնական բաղադրիչները ներկայացված են որպես արեգակնային ակտիվության ցիկլի որոշակի դարաշրջանի մեկ նուկլեոնի էներգիայի ֆունկցիա։ J (E ) արժեքը E-ից մինչև E + δE միջակայքում էներգիա ունեցող մասնիկների քանակն է և անցնում է միավոր մակերեսով մեկ միավորի ժամանակի մեկ միավորի պինդ անկյան վրա՝ մակերեսին ուղղահայաց ուղղությամբ։

Աղյուսակ 2. Գալակտիկական տիեզերական ճառագայթների ինտենսիվությունը ընդհանուր էներգիայով Ե≥ 2,5 ԳէՎ/նուկլեոն Երկրի մագնիտոսֆերայից դուրս արեգակնային նվազագույնի և դիֆերենցիալ սպեկտրի պարամետրերի մոտ Կ Աև γ պրոտոնների (H միջուկ), α-մասնիկների (He միջուկ) և միջուկների տարբեր խմբերի համար

Հիմնական	Հիմնական լիցքավորում Զ	Ինտենսիվացնել Ի(Զ) ժամը Ե≥ 2,5 ԳէՎ/նուկլեոն, m –2 s –1 sr –1	Դիֆերենցիալ սպեկտրի ինդեքս γ	Սպեկտրի հաստատուն Կ Ա	Ինտերվալ Ե, ԳէՎ/նուկլեոն
Հ	1	1300	2,4±0,1	4800	4,7–16
Ոչ	2	88	2,5±0,2	360	2,5–800
Լի, Բե, Բ	3–5	1,9
C, N, O, F	6–9	5,6	2,6±0,1	25±5	2,4–8,0
Ne, Na, Mg, Al, Si, P, S, ...	≥10	2,5	2,6±0,15	12±2	2,4–8,0
Ca, Ti, Ni, Fe, ...	≥20	0,7

Տարբեր միջուկների հարաբերական առատությունը գալակտիկական և արևային տիեզերական ճառագայթներում, ինչպես նաև (համեմատության համար) Արևում և այլ աստղերում տրված է Աղյուսակ 1-ում համեմատաբար ցածր էներգիաների (1–20 ՄէՎ/նուկլեոն) և ≥ էներգիաների տարածաշրջանի համար։ 40 ՄէՎ/նուկլեոն: Աղյուսակ 2-ում ամփոփված են ավելի բարձր էներգիաների գալակտիկական տիեզերական ճառագայթների մասնիկների ինտենսիվության տվյալները (≈2,5 ԳեՎ/նուկլեոն): Աղյուսակ 3-ը պարունակում է տիեզերական ճառագայթների միջուկների բաշխումը ≈10,6 ԳէՎ/նուկլեոն էներգիայով:

Աղյուսակ 3. Հարաբերական տարածվածություն Ֆտիեզերական ճառագայթների միջուկներ 10,6 ԳեՎ/նուկլեոն էներգիայով (թթվածնի միջուկների պարունակությունը ենթադրվում է 1,0)

Հիմնական լիցքավորում Զ	Տարր	Ֆ
1	Հ	730
2	Նա	34
3–5	Լի–Բ	0,4
6–8	C–O	2,2
9–10	Ֆ–Նե	0,3
11–12	Na–Mg	0,22
13–14	Ալ-Սի	0,19
15–16	Պ-Ս	0,03
17–18	Cl–Ar	0,01
19–20	K–Ca	0,02
21–25	Sc–Mn	0,05
26–28	Fe–Ni	0,12

Տիեզերական ճառագայթների ուսումնասիրության մեթոդներ

Քանի որ տիեզերական ճառագայթների մասնիկները իրենց էներգիայով տարբերվում են 10 15 գործակցով, դրանք ուսումնասիրելու համար պետք է օգտագործվեն շատ բազմազան մեթոդներ և գործիքներ (նկ. 3, ձախ): Այս դեպքում լայնորեն կիրառվում է արբանյակների եւ տիեզերական հրթիռների վրա տեղադրված սարքավորումները։ Երկրի մթնոլորտում չափումները կատարվում են փոքր փուչիկների և մեծ բարձրության փուչիկների օգնությամբ, նրա մակերեսին՝ ցամաքային կայանքների օգնությամբ։ Դրանցից մի քանիսը հասնում են հարյուրավոր քառակուսի կիլոմետրի և գտնվում են կամ բարձր լեռներում, կամ գետնի խորքում, կամ օվկիանոսի մեծ խորություններում, որտեղ ներթափանցում են միայն բարձր էներգիայի երկրորդական մասնիկներ, ինչպիսիք են մյուոնները (նկ. 3, ձախ. ) Ավելի քան 60 տարի Երկրի մակերեսի վրա տիեզերական ճառագայթների շարունակական գրանցումն իրականացվում է տիեզերական ճառագայթների տատանումների ուսումնասիրման կայանների համաշխարհային ցանցի կողմից՝ ստանդարտ նեյտրոնային մոնիտորներ և մյուոնային աստղադիտակներ: Գալակտիկական և արևային տիեզերական ճառագայթների մասին արժեքավոր տեղեկություններ են տրամադրվում խոշոր օբյեկտների դիտարկումներով, ինչպիսին է Բակսան համալիրը ուսումնասիրելու համար: ընդարձակ օդային ցնցուղներ .

Ներկայումս տիեզերական ճառագայթների ուսումնասիրության մեջ օգտագործվող դետեկտորների հիմնական տեսակներն են լուսանկարչական էմուլսիաները և ռենտգեն ֆիլմերը, իոնացման խցիկները, գազի արտանետման հաշվիչները, նեյտրոնային հաշվիչները, Չերենկովյան և ցինտիլացիոն հաշվիչները, պինդ վիճակի կիսահաղորդչային դետեկտորները, կայծային և դրեյֆային խցիկները: .

Տիեզերական ճառագայթների միջուկային-ֆիզիկական ուսումնասիրություններն իրականացվում են հիմնականում 1938 թվականին հայտնաբերված ընդարձակ օդային ցնցուղների գրանցման մեծ տարածության հաշվիչների օգնությամբ (Պ. Օգեր)։ Ցնցուղները պարունակում են հսկայական քանակությամբ երկրորդական մասնիկներ, որոնք առաջանում են ≥ 10 15 էՎ էներգիա ունեցող մեկ հիմնական մասնիկի ներխուժման ժամանակ։ Նման դիտարկումների հիմնական նպատակն է ուսումնասիրել միջուկային փոխազդեցության տարրական ակտի բնութագրերը բարձր էներգիաներում: Դրա հետ մեկտեղ նրանք տեղեկատվություն են տրամադրում տիեզերական ճառագայթների էներգետիկ սպեկտրի մասին 10 15 – 10 20 էՎ էներգիաներով, ինչը շատ կարևոր է տիեզերական ճառագայթների արագացման աղբյուրների և մեխանիզմների որոնման համար։

E ≈10 20 eV ունեցող մասնիկների հոսքը, որոնք ուսումնասիրվել են ընդարձակ օդային ցնցուղների մեթոդներով, շատ փոքր է։ Օրինակ, E≈ 10 19 eV ունեցող միայն մեկ մասնիկ 1 միլիոն տարում ընկնում է 1 մ 2-ի վրա մթնոլորտի սահմանին: Նման փոքր հոսքեր գրանցելու համար անհրաժեշտ է ունենալ մեծ տարածքներ, որոնց վրա տեղադրված են դետեկտորներ, որպեսզի ողջամիտ ժամկետում գրանցվեն իրադարձությունների բավարար քանակություն։ 2016 թվականին գիտնականների տարբեր խմբեր, ըստ տարբեր գնահատականների, գրանցել են 10-ից 20 իրադարձություններ, որոնք առաջացել են մինչև 3∙10 20 ԷՎ առավելագույն էներգիա ունեցող մասնիկների կողմից՝ ընդարձակ օդային ցնցուղներ գրանցելու հսկա կայանքներում:

Տիեզերաֆիզիկական առումով դիտարկումներն իրականացվում են շատ բազմազան մեթոդներով՝ կախված մասնիկների էներգիայից։ 10 9 -10 12 էՎ էներգիայով տիեզերական ճառագայթների տատանումները ուսումնասիրվում են՝ օգտագործելով նեյտրոնային մոնիտորների, մյուոնային աստղադիտակների և այլ դետեկտորների համաշխարհային ցանցի տվյալները: Այնուամենայնիվ, ցամաքային կայանքները, մթնոլորտային կլանման պատճառով, անզգայուն են էներգիա ունեցող մասնիկների նկատմամբ< 500 МэВ. Поэтому приборы для регистрации таких частиц поднимают на шарах-зондах в стратосферу до высот 30–35 км (рис. 3).

1–500 ՄէՎ էներգիա ունեցող տիեզերական ճառագայթների հոսքի արտամթնոլորտային չափումները կատարվում են երկրաֆիզիկական հրթիռների, արբանյակների և այլ տիեզերանավերի (տիեզերական զոնդերի) միջոցով։ Տիեզերական ճառագայթների ուղիղ դիտարկումները միջմոլորակային տարածության մեջ, սկսվել են 1960-ական թվականներին։ Երկրի ուղեծրում (խավարածրի հարթության մոտ), 1994 թվականից դրանք պահվում են Արեգակի բևեռների վրա (Ուլիս տիեզերանավ, «Ուլիս»): տիեզերական զոնդերՎոյաջեր 1 և Վոյաջեր 2 «Վոյաջեր 2»-ը, որը արձակվել է 1977 թվականին, արդեն հասել է արեգակնային համակարգի սահմաններին։ Այսպիսով, այս տիեզերանավերից առաջինը հատել է հելիոսֆերայի սահմանը 2004 թվականին, երկրորդը՝ 2007 թվականին։ Դա տեղի է ունեցել համապատասխանաբար 94 AU հեռավորության վրա։ եւ 84 a.u. արևից. 2016 թվականի դրությամբ երկու մեքենաներն էլ, կարծես, շարժվում են միջաստղային փոշու ամպի մեջ, որի մեջ ընկղմված է արեգակնային համակարգը:

Կոսմոգեն իզոտոպների մեթոդով ստացվել են մի շարք արժեքավոր արդյունքներ։ Նրանք ձևավորվում են տիեզերական ճառագայթների փոխազդեցության ժամանակ երկնաքարերի և տիեզերական փոշու, Լուսնի և այլ մոլորակների մակերեսի, Երկրի մթնոլորտի կամ նյութի հետ։ Տիեզերական իզոտոպները տեղեկատվություն են կրում անցյալի տիեզերական ճառագայթների տատանումների և արեգակնային-երկրային հարաբերությունների մասին: Օրինակ, ըստ ռադիոածխածնի 14 C պարունակության ծառերի տարեկան օղակներում ( ռադիոածխածնային ժամադրություն) հնարավոր է ուսումնասիրել տիեզերական ճառագայթների ինտենսիվության տատանումները վերջին մի քանի հազար տարիների ընթացքում: Օգտագործելով այլ երկարակյաց իզոտոպներ (10 Be, 26 Al, 53 Mn և այլն), որոնք պարունակվում են երկնաքարերում, լուսնային հողում և խոր ծովային նստվածքներում, հնարավոր է վերականգնել տիեզերական ճառագայթների ինտենսիվության փոփոխության օրինաչափությունը վերջին միլիոնների ընթացքում: տարիների։

Տիեզերական տեխնոլոգիաների և վերլուծության ռադիոքիմիական մեթոդների զարգացմամբ հնարավոր դարձավ տիեզերական ճառագայթների բնութագրերը ուսումնասիրել նյութի մեջ դրանց հետքերով (հետքերով): Հետքերը ձևավորվում են տիեզերական ճառագայթների միջուկներից երկնաքարերում, լուսնային նյութում, արբանյակների վրա ցուցադրված և Երկիր վերադարձված հատուկ թիրախային նմուշներում, տիեզերքում աշխատող տիեզերագնացների սաղավարտներում և այլն: Տիեզերական ճառագայթները ուսումնասիրելու համար օգտագործվում է նաև անուղղակի մեթոդ: իոնացման էֆեկտներով, որոնք առաջացել են իոնոլորտի ստորին հատվածում, հատկապես բևեռային լայնություններում (օրինակ՝ կարճ ռադիոալիքների կլանման ուժեղացման ազդեցությունը)։ Բացի իոնացման ազդեցությունից, տիեզերական ճառագայթներն առաջացնում են նաև մթնոլորտում ազոտի օքսիդների ձևավորում։ Տեղումների (անձրև և ձյուն) հետ միասին օքսիդները կուտակվում և կուտակվում են Գրենլանդիայի և Անտարկտիդայի սառույցներում երկար տարիներ։ Սառցե սյուներում դրանց պարունակությամբ (այսպես կոչված՝ նիտրատային մեթոդ) կարելի է դատել անցյալում (տասնյակ և հարյուրավոր տարիներ առաջ) տիեզերական ճառագայթների ինտենսիվության մասին։ Այս ազդեցությունները նշանակալի են հիմնականում, երբ արեգակնային տիեզերական ճառագայթները ներթափանցում են մթնոլորտ։

Տիեզերական ճառագայթների ծագումը

Տիեզերական ճառագայթների բարձր իզոտրոպիայի պատճառով Երկրի մոտ կատարվող դիտարկումները մեզ թույլ չեն տալիս պարզել, թե որտեղ են դրանք ձևավորվել և ինչպես են դրանք բաշխված Տիեզերքում: Այս հարցերին առաջին անգամ պատասխանել է ռադիոաստղագիտությունը՝ կապված 10 7 -10 9 Հց հաճախականության միջակայքում տիեզերական սինքրոտրոնային ճառագայթման հայտնաբերման հետ։ Այս ճառագայթումը ստեղծվում է շատ բարձր էներգիայի էլեկտրոնների կողմից (10 9 -10 10 eV), երբ նրանք շարժվում են Գալակտիկայի մագնիսական դաշտերում: Նման էլեկտրոնները, որոնք տիեզերական ճառագայթների բաղադրիչներից են, զբաղեցնում են ընդլայնված տարածք, որը ծածկում է ողջ Գալակտիկայի տարածքը և կոչվում է գալակտիկական հալո։ Միջաստղային մագնիսական դաշտերում էլեկտրոնները շարժվում են, ինչպես մյուս բարձր էներգիայի լիցքավորված մասնիկները՝ պրոտոնները և ավելի ծանր միջուկները: Միակ տարբերությունն այն է, որ իրենց փոքր զանգվածի պատճառով էլեկտրոնները, ի տարբերություն ավելի ծանր մասնիկների, ինտենսիվ ճառագայթում են ռադիոալիքներ և դրանով իսկ բացահայտվում են Գալակտիկայի հեռավոր մասերում՝ լինելով տիեզերական ճառագայթների ցուցիչ։

1966թ.-ին Գ.Տ. Զացեպինը և Վ.Ա.Կուզմինը (ԽՍՀՄ) և Կ. Գրեյզենը (ԱՄՆ) առաջարկեցին, որ տիեզերական ճառագայթների սպեկտրը 3 10 19 էՎ-ից բարձր էներգիաներում պետք է «կտրվի» (կտրուկ թեքվի) բարձր էներգիայի մասնիկների փոխազդեցության պատճառով: մասունքային ճառագայթմամբ (այսպես կոչված GZK էֆեկտ): E ≈10 20 eV էներգիայով մի քանի իրադարձությունների գրանցումը կարելի է բացատրել, եթե ենթադրենք, որ այդ մասնիկների աղբյուրները մեզնից 50 Մպկ-ից ոչ ավելի հեռու են։ Այս դեպքում գործնականում բացակայում է տիեզերական ճառագայթների փոխազդեցությունը տիեզերական միկրոալիքային ֆոնի ֆոտոնների հետ՝ մասնիկի՝ աղբյուրից դեպի դիտորդ ճանապարհին գտնվող ֆոտոնների փոքր քանակի պատճառով։ Առաջին (նախնական) տվյալները, որոնք ստացվել են 2007 թվականին խոշոր միջազգային «Project Auger»-ի շրջանակներում, կարծես առաջին անգամ ցույց են տալիս GZK էֆեկտի առկայությունը E > 3·10 19 eV-ում: Իր հերթին, սա փաստարկ է 10 20 էՎ-ից ավելի էներգիա ունեցող տիեզերական ճառագայթների մետագալակտիկական ծագման օգտին, ինչը շատ ավելի բարձր է, քան սպեկտրի անջատումը GZK էֆեկտի պատճառով: GZK պարադոքսը լուծելու համար տարբեր գաղափարներ են առաջ քաշվել։ Վարկածներից մեկը կապված է գերբարձր էներգիաներում Լորենցի ինվարիանտության հնարավոր խախտման հետ, որի շրջանակներում չեզոք և լիցքավորված π-մեզոնները կարող են լինել կայուն մասնիկներ 10 19 eV-ից բարձր էներգիաներում և լինել առաջնային տիեզերական ճառագայթների մաս։

Ի սկզբանե. 1970-ական թթ Տիեզերանավերի վրա իրականացված ցածր էներգիայի գալակտիկական տիեզերական ճառագայթների ուսումնասիրությունը հանգեցրեց տիեզերական ճառագայթների անոմալ բաղադրիչի հայտնաբերմանը: Այն բաղկացած է թերի իոնացված He, C, N, O, Ne և Ar ատոմներից։ Անոմալ վարքագիծը դրսևորվում է նրանով, որ մի քանիից մինչև մի քանի տասնյակ MeV/նուկլեոն էներգիայի միջակայքում մասնիկների սպեկտրը զգալիորեն տարբերվում է գալակտիկական տիեզերական ճառագայթների սպեկտրից (նկ. 4): Նկատվում է մասնիկների հոսքի աճ, որը, ինչպես ենթադրվում է, կապված է հելիոմագնետոսֆերայի սահմանին հարվածային ալիքի վրա իոնների արագացման և այդ մասնիկների հետագա տարածման հետ հելիոսֆերայի ներքին շրջաններում: Բացի այդ, անոմալ տիեզերական ճառագայթների տարրերի առատությունը զգալիորեն տարբերվում է գալակտիկական տիեզերական ճառագայթների համապատասխան արժեքներից:

Մյուս կողմից, «Վոյաջեր-1» տիեզերանավից ստացված 2008 թվականի հունիսի տվյալների համաձայն, նշվել է համեմատաբար ցածր էներգիայի տիեզերական ճառագայթների հոսքի աճ (մի քանի տասնյակ ՄՎ, նկ. 5): Տիեզերական ճառագայթների վերաբերյալ այս առաջին տվյալները, որոնք ստացվել են անմիջապես միջաստղային միջավայրից, նոր հարցեր են առաջացնում տիեզերական ճառագայթների անոմալ բաղադրիչի աղբյուրների և բնույթի (գեներացման մեխանիզմների) վերաբերյալ։

Տիեզերական ճառագայթների արագացման մեխանիզմներ

Տիեզերական մասնիկների արագացման ամբողջական տեսություն էներգիայի ողջ տիրույթում, որտեղ դրանք դիտվում են, դեռ չի ստեղծվել։ Նույնիսկ գալակտիկական տիեզերական ճառագայթների հետ կապված, առաջարկվել են միայն մոդելներ, որոնք բացատրում են ամենաէական փաստերը: Դրանք հիմնականում պետք է ներառեն տիեզերական ճառագայթների էներգիայի խտության արժեքը (≈ 1 eV / սմ 3), ինչպես նաև դրանց էներգիայի սպեկտրի ուժային օրենքի ձևը, որը չի ենթարկվում որևէ կտրուկ փոփոխության մինչև ≈ 3 10 էներգիա: 15 eV, որտեղ բոլոր մասնիկների դիֆերենցիալ սպեկտրի ինդեքսը փոխվում է –2,7-ից մինչև –3,1:

Պայթյուններն այժմ համարվում են գալակտիկական տիեզերական ճառագայթների հիմնական աղբյուրը։ գերնոր աստղեր. Տիեզերական ճառագայթներ առաջացնող աղբյուրների էներգետիկ հզորության պահանջները շատ բարձր են (տիեզերական ճառագայթներ առաջացնելու հզորությունը պետք է լինի 3·10 33 Վտ կարգի), այնպես որ Գալակտիկայի սովորական աստղերը չեն կարող բավարարել դրանք։ Սակայն նման հզորություն կարելի է ստանալ գերնոր աստղերի պայթյուններից (V. L. Ginzburg, S. I. Syrovatsky, 1963): Եթե ​​պայթյունի ժամանակ արձակվում է 1044 Ջ կարգի էներգիա, և պայթյունները տեղի են ունենում 30–100 տարվա ընթացքում 1 անգամ, ապա դրանց ընդհանուր հզորությունը կազմում է մոտ 1035 Վտ և գերնոր աստղի էներգիայի միայն մի քանի տոկոսը։ պայթյունը բավարար է տիեզերական ճառագայթների անհրաժեշտ հզորությունն ապահովելու համար։

Այս դեպքում, սակայն, հարցը մնում է գալակտիկական տիեզերական ճառագայթների դիտվող սպեկտրի առաջացման մասին։ Խնդիրն այն է, որ մագնիսացված պլազմայի մակրոսկոպիկ էներգիան (գերնոր աստղի ընդլայնվող թաղանթ) պետք է փոխանցվի առանձին լիցքավորված մասնիկներին՝ միաժամանակ ապահովելով էներգիայի այնպիսի բաշխում, որը զգալիորեն տարբերվում է ջերմայինից։ Գալակտիկական տիեզերական ճառագայթների արագացման ամենահավանական մեխանիզմը մինչև 10 15 էՎ կարգի էներգիա (և հնարավոր է նաև ավելի բարձր) կարծես հետևյալն է. Պայթյունի ժամանակ ցրված խեցի շարժումը հարվածային ալիք է առաջացնում շրջակա միջաստղային միջավայրում (նկ. 6): Արագացման գործընթացում գրավված լիցքավորված մասնիկների դիֆուզիոն տարածումը թույլ է տալիս նրանց բազմիցս անցնել հարվածային ալիքի ճակատը (G.F. Krymsky, 1977): Իրար հաջորդող խաչմերուկների յուրաքանչյուր զույգ մեծացնում է մասնիկի էներգիան արդեն ձեռք բերված էներգիայի համեմատ (մեխանիզմը, որն առաջարկել է Է. Ֆերմի, 1949), ինչը հանգեցնում է մասնիկների արագացման։ Հարվածային ալիքների ճակատային հատումների քանակի աճով մեծանում է նաև արագացման շրջանը լքելու հավանականությունը, այնպես որ էներգիայի ավելացմանը մասնիկների թիվը մոտավորապես նվազում է ըստ ուժային օրենքի, և արագացումը շատ արդյունավետ է ստացվում։ , իսկ արագացված մասնիկների սպեկտրը շատ կոշտ է՝ μE –2:

Որոշ մոդելային ենթադրություններով առաջարկվող սխեման տալիս է առավելագույն էներգիայի արժեքը E max ~ 10 17 Z eV, որտեղ Z-ը արագացված միջուկի լիցքն է: Տիեզերական ճառագայթների հաշվարկված սպեկտրը մինչև առավելագույն հասանելի էներգիա ստացվում է շատ կոշտ (µE –2): Տեսական (–2) և փորձնական (–2,7) սպեկտրային ինդեքսների միջև տարբերությունը փոխհատուցելու համար տիեզերական ճառագայթների տարածման ժամանակ պահանջվում է սպեկտրի զգալի փափկացում։ Նման փափկեցում կարելի է հասնել մասնիկների դիֆուզիոն գործակիցի էներգետիկ կախվածության շնորհիվ, երբ դրանք աղբյուրներից Երկիր են շարժվում:

Ի թիվս այլ արագացման մեխանիզմների, մասնավորապես քննարկվում է արագացումը կանգնած հարվածային ալիքի վրա հզոր մագնիսական դաշտով (~10 12 Գ) նեյտրոնային աստղի պտտման ժամանակ։ Մասնիկների առավելագույն էներգիան այս դեպքում կարող է հասնել (10 17 –10 18) Z eV, իսկ արդյունավետ արագացման ժամանակը կարող է լինել 10 տարի։ Մասնիկների արագացում հնարավոր է նաև գալակտիկաների բախման ժամանակ ձևավորված հարվածային ալիքներում։ Նման իրադարձություն կարող է տեղի ունենալ մոտ 1 անգամ 5·10 8 տարվա ընթացքում; առավելագույն հասանելի էներգիան այս դեպքում գնահատվում է որպես 3·10 19 Z eV: Ակտիվ գալակտիկական միջուկների կողմից առաջացած շիթերում հարվածային ալիքների արագացման գործընթացը հանգեցնում է նմանատիպ գնահատականի։ Մոտավորապես նույն գնահատականները տրվում են մոդելների կողմից, որոնք վերաբերում են հարվածային ալիքների արագացմանը, որոնք առաջանում են գալակտիկական կլաստերներում նյութի կուտակումից: Ամենաբարձր գնահատականները (մինչև 10 21 ԷՎ կարգի էներգիաներ) կարելի է ստանալ գամմա ճառագայթների պոռթկումների տիեզերաբանական ծագման մոդելի շրջանակներում: Քննարկվում են նաև էկզոտիկ սցենարներ, որոնց դեպքում սովորական մասնիկների արագացում ընդհանրապես չի պահանջվում։ Նման սցենարներում տիեզերական ճառագայթներն առաջանում են քայքայման կամ այսպես կոչված ոչնչացման արդյունքում։ Տոպոլոգիական արատներ (տիեզերական լարեր, մոնոպոլներ և այլն), որոնք ի հայտ են եկել Տիեզերքի ընդարձակման առաջին պահերին։

Խնդիրներ և հեռանկարներ

Տիեզերական ճառագայթների ուսումնասիրությունը արժեքավոր տեղեկություններ է տալիս տիեզերքի տարբեր շրջաններում գտնվող էլեկտրամագնիսական դաշտերի մասին: Տիեզերական ճառագայթների մասնիկների կողմից «գրանցված» և «կրած» տեղեկատվությունը դեպի Երկիր ճանապարհին վերծանվում է տիեզերական ճառագայթների տատանումների ուսումնասիրության մեջ. տարածություն, հելիոսֆերայի ներսում (հոսքի մեջ արևային քամի) և Երկրի շրջակայքում (Երկրի մագնիսոլորտում և մթնոլորտում)։

Մյուս կողմից, որպես բարձր էներգիայի մասնիկների բնական աղբյուր, տիեզերական ճառագայթներն անփոխարինելի դեր են խաղում նյութի կառուցվածքի և տարրական մասնիկների փոխազդեցությունների ուսումնասիրության մեջ։ Տիեզերական ճառագայթների առանձին մասնիկների էներգիան այնքան բարձր է, որ դրանք երկար ժամանակ մրցակցությունից դուրս կմնան՝ համեմատած ամենահզոր լաբորատոր արագացուցիչների կողմից արագացված մասնիկների հետ։ Այսպիսով, մասնիկների (պրոտոնների) առավելագույն էներգիան, որը ստացվում է ժամանակակից ցամաքային արագացուցիչների մեծ մասում, սովորաբար չի գերազանցում 10 12 էՎ-ը։ Միայն 2015 թվականի հունիսի 3-ին CERN-ում Մեծ հադրոնային կոլայդերում առաջին անգամ հնարավոր եղավ արագացնել պրոտոնները մինչև 1,3∙10 13 էՎ էներգիա (նախագծային առավելագույն էներգիա՝ 1,4∙10 13 էՎ):

Տարբեր տիեզերական մասշտաբների (Գալակտիկա, Արև, Երկրի մագնիտոսֆերա և այլն) դիտարկումները ցույց են տալիս, որ մասնիկների արագացումը տեղի է ունենում տիեզերական պլազմայում, որտեղ բավականաչափ ինտենսիվ անհամասեռ շարժումներ և մագնիսական դաշտեր կան: Այնուամենայնիվ, մեծ քանակությամբ և շատ բարձր էներգիաների դեպքում մասնիկները կարող են արագացվել միայն այն դեպքում, երբ շատ մեծ կինետիկ էներգիա է փոխանցվում պլազմային: Սա հենց այն է, ինչ տեղի է ունենում այնպիսի վիթխարի տիեզերական գործընթացներում, ինչպիսիք են գերնոր աստղերի պայթյունները, ռադիոգալակտիկաների և քվազարների ակտիվությունը:

Վերջին տասնամյակների ընթացքում զգալի առաջընթաց է գրանցվել նման գործընթացների ըմբռնման հարցում, սակայն շատ հարցեր են մնում: Իրավիճակը դեռ հատկապես սուր է բարձր և ծայրահեղ բարձր էներգիաների տարածաշրջանում, որտեղ տեղեկատվության որակը (տվյալների վիճակագրությունը) դեռ թույլ չի տալիս միանշանակ եզրակացություններ անել տիեզերական ճառագայթների աղբյուրների և դրանց արագացման մեխանիզմների մասին։ Կարելի է հուսալ, որ Մեծ հադրոնային կոլայդերում կատարվող փորձերը հնարավորություն կտան տեղեկություններ ստանալ հադրոնային փոխազդեցությունների մասին մինչև ~10 17 էՎ էներգիա և զգալիորեն կնվազեցնի ներկայիս անորոշությունը, որն առաջանում է հադրոնային փոխազդեցությունների ֆենոմենոլոգիական մոդելները գերբարձր տարածաշրջանում: էներգիաներ. Օդային լայնածավալ ցնցուղների ուսումնասիրման հաջորդ սերունդը պետք է ապահովի տիեզերական ճառագայթների էներգիայի սպեկտրի և կազմի ճշգրիտ ուսումնասիրություն 10 17–10 19 էՎ էներգիայի միջակայքում, որտեղ, ըստ երևույթին, անցում է կատարվում գալակտիկական տիեզերական ճառագայթներից դեպի արտագալակտիկական տիեզերական ճառագայթներ։ ծագումը տեղի է ունենում.

Աստղաֆիզիկական գործընթացներում տիեզերական ճառագայթների հսկայական դերին զուգընթաց, դրանց նշանակությունը Երկրի հեռավոր անցյալն ուսումնասիրելու համար (կլիմայական փոփոխություններ, կենսոլորտի էվոլյուցիա և այլն), ինչպես նաև որոշ գործնական խնդիրներ լուծելու համար (օրինակ՝ մոնիտորինգ և կանխատեսում): տիեզերական եղանակև տիեզերագնացների ճառագայթային անվտանգության ապահովում):

Ի սկզբանե. 21-րդ դար Աճող ուշադրություն է հրավիրվում տիեզերական ճառագայթների հնարավոր դերի վրա մթնոլորտային և կլիմայական գործընթացներում: Թեև տիեզերական ճառագայթների էներգիայի խտությունը փոքր է տարբեր մթնոլորտային գործընթացների հսկայական էներգիայի համեմատ, դրանցից մի քանիսում տիեզերական ճառագայթները, ըստ երևույթին, որոշիչ դեր են խաղում: Երկրի մթնոլորտում 30 կմ-ից պակաս բարձրությունների վրա տիեզերական ճառագայթները իոնների արտադրության հիմնական աղբյուրն են։ Ջրի կաթիլների խտացման և առաջացման գործընթացները մեծապես կախված են իոնների խտությունից։ Այսպիսով, գալակտիկական տիեզերական ճառագայթների ինտենսիվության նվազման ժամանակ միջմոլորակային տարածության մեջ արեգակնային քամու խանգարումների շրջանում արևային բռնկումների հետևանքով (այսպես կոչված՝ Ֆորբուշի էֆեկտ) նվազում է ամպամածությունը և տեղումների մակարդակը։ Արեգակնային բռնկումներից և Երկրի վրա արևային տիեզերական ճառագայթների հայտնվելուց հետո ամպամածության քանակն ու տեղումների մակարդակը մեծանում են։ Այս փոփոխությունները և՛ առաջին, և՛ երկրորդ դեպքերում կազմում են առնվազն 10%: Երկրի բևեռային շրջաններ Արեգակից արագացված մասնիկների մեծ հոսքերի ներխուժումից հետո մթնոլորտի վերին շերտերում նկատվում է ջերմաստիճանի փոփոխություն։ Տիեզերական ճառագայթները նույնպես ակտիվորեն մասնակցում են կայծակնային էլեկտրականության առաջացմանը։ Ի սկզբանե. 21-րդ դար Ինտենսիվ ուսումնասիրվում է տիեզերական ճառագայթների ազդեցությունը օզոնի կոնցենտրացիայի և մթնոլորտում այլ գործընթացների վրա։

Այս բոլոր ազդեցությունները մանրամասն ուսումնասիրվում են ավելի ընդհանուր խնդրի շրջանակներում արեգակնային-երկրային կապեր. Առանձնահատուկ հետաքրքրություն է ներկայացնում այդ օղակների մեխանիզմների մշակումը։ Մասնավորապես, դա վերաբերում է ձգանման մեխանիզմին, որի դեպքում անկայուն համակարգի վրա էներգետիկ թույլ առաջնային ազդեցությունը հանգեցնում է երկրորդական էֆեկտների բազմակի աճի, օրինակ՝ հզոր ցիկլոնի զարգացմանը:

Տիեզերական ճառագայթները ընդունված է անվանել բարձր էներգիայի ատոմային միջուկների հոսքերի մի շարք, հիմնականում պրոտոններ, որոնք ընկնում են Երկիր համաշխարհային տիեզերքից, և երկրորդային ճառագայթումը, որը նրանք ձևավորում են երկրի մթնոլորտում, որում հայտնաբերված են ներկայումս հայտնի բոլոր տարրական մասնիկները:

§ 54. ՏԻԵԶԵՐԱԿԱՆ ՃԱՌԱԳԱՅԹՆԵՐԻ ԲԱՑԱՀԱՅՏՈՒՄ

Տիեզերական ճառագայթների հետազոտությունները սկսվել են մեր դարի առաջին տարիներին՝ կապված էլեկտրոսկոպների լիցքի շարունակական արտահոսքի պատճառի ուսումնասիրության հետ։ Հերմետիկորեն փակ էլեկտրոսկոպ, որը լիցքաթափվում է նույնիսկ ամենակատարյալ մեկուսացմամբ:

1910-1925 թթ. Փուչիկների և ստորգետնյա տարբեր փորձերի միջոցով պարզվել է, որ դա պայմանավորված է ուժեղ ներթափանցող ճառագայթման պատճառով, որը ծագում է երկրից դուրս, և որի ինտենսիվությունը նվազում է, երբ այն ներթափանցում է մթնոլորտ: Այն առաջացնում է օդի իոնացում իոնացման խցիկում և, հետևաբար, էլեկտրոսկոպների լիցքաթափում: Միլիկանն այս ճառագայթման հոսքն անվանել է տիեզերական ճառագայթներ:

Հետագա փորձերում հաստատվել է տիեզերական ճառագայթման ինտենսիվության (մասնիկների հոսքի խտության) փոփոխություն՝ կախված դիտարկման բարձրությունից (նկ. 105):

Բրինձ. 105. Տիեզերական մասնիկների քանակի կախվածությունը բարձրությունից հարաբերական միավորներով)

Տիեզերական ճառագայթների ինտենսիվությունը համեմատաբար արագ աճում է մինչև ծովի մակարդակից մոտավորապես բարձրությունը, ապա աճի տեմպը

դանդաղում է և բարձրության վրա ինտենսիվությունը հասնում է իր առավելագույն արժեքին: Բարձր բարձրություններ բարձրանալիս նկատվում է դրա նվազումը, իսկ բարձրությունից սկսած տիեզերական ճառագայթների ինտենսիվությունը մնում է անփոփոխ։ Բազմաթիվ փորձերի արդյունքում պարզվել է, որ տիեզերական ճառագայթները Երկրի մակերես են դուրս գալիս բոլոր կողմերից հավասարաչափ, և Տիեզերքում չկա այնպիսի տեղ, որը կարելի է անվանել տիեզերական ճառագայթների աղբյուր։

Տիեզերական ճառագայթների ուսումնասիրության ժամանակ շատ սկզբունքորեն կարևոր հայտնագործություններ են արվել։ Այսպես, 1932 թվականին Անդերսոնը տիեզերական ճառագայթներում հայտնաբերեց պոզիտրոնը, որը կանխատեսել էր Դիրակի տեսությունը։ 1937 թվականին Անդերսոնը և Նիդերմայերը հայտնաբերեցին -մեզոններ և նշեցին դրանց քայքայման տեսակը։ 1947 թվականին Փաուելը հայտնաբերեց -մեզոններ, որոնք, ըստ Յուկավայի տեսության, անհրաժեշտ էին միջուկային ուժերը բացատրելու համար։ 1955 թվականին հաստատվեց տիեզերական ճառագայթներում K-մեզոնների, ինչպես նաև պրոտոնի զանգվածը գերազանցող ծանր չեզոք մասնիկների՝ հիպերոնների առկայությունը։ Տիեզերական ճառագայթների ուսումնասիրությունները հանգեցրել են տարօրինակություն կոչվող քվանտային հատկանիշի ներդրման անհրաժեշտությանը: Տիեզերական ճառագայթների հետ փորձերը նույնպես բարձրացրել են հավասարության չպահպանման հնարավորության հարցը։ Տիեզերական ճառագայթներում առաջին անգամ հայտնաբերվել են մեկ բախման ժամանակ մասնիկների բազմակի գեներացման գործընթացներ։

Վերջին ուսումնասիրությունները հնարավորություն են տվել որոշել միջուկների հետ բարձր էներգիայի նուկլոնների փոխազդեցության արդյունավետ խաչմերուկը։ Քանի որ տիեզերական ճառագայթները պարունակում են մասնիկներ, որոնց էներգիան հասնում է դրան, տիեզերական ճառագայթները տեղեկատվության միակ աղբյուրն են այդպիսի բարձր էներգիայի մասնիկների փոխազդեցության մասին:

Տիեզերական ճառագայթների ուսումնասիրության ժամանակ հրթիռների և արհեստական ​​արբանյակների օգտագործումը հանգեցրեց նոր բացահայտումների՝ Երկրի ճառագայթային գոտիների հայտնաբերմանը: Երկրի մթնոլորտից դուրս առաջնային տիեզերական ճառագայթումն ուսումնասիրելու ունակությունը նոր մեթոդներ է ստեղծել գալակտիկական և միջգալակտիկական տարածության ուսումնասիրության համար: Այսպիսով, տիեզերական ճառագայթների ուսումնասիրությունները, երկրաֆիզիկայի բնագավառից տեղափոխվելով միջուկային ֆիզիկայի և տարրական մասնիկների ֆիզիկայի ոլորտ, այժմ սերտորեն միավորում են միկրոտիեզերքի կառուցվածքի ուսումնասիրությունը աստղաֆիզիկայի խնդիրների հետ:

Տասնյակ էներգիաների արագացուցիչների ստեղծման կապակցությամբ տիեզերական ճառագայթների ֆիզիկայում միջուկային ուղղության ծանրության կենտրոնը տեղափոխվել է գերբարձր էներգիաների դաշտ, որտեղ շարունակվում են միջուկային փոխազդեցությունների, նուկլեոնների կառուցվածքի և այլ տարրական մասնիկների ուսումնասիրությունները: Բացի այդ, առաջացավ անկախ ուղղություն՝ տիեզերական ճառագայթների ուսումնասիրությունը երկրաֆիզիկական և աստղաֆիզիկական առումներով։ Հետազոտության առարկան այստեղ են՝ առաջնային տիեզերական ճառագայթները Երկրի մոտ (քիմիական բաղադրություն, էներգիայի սպեկտր, տարածական բաշխում); արևի ճառագայթները (դրանց սերունդը, շարժումը դեպի Երկիր և ազդեցությունը երկրի վրա

իոնոսֆերա); ազդեցություն միջմոլորակային և միջաստղային միջավայրի տիեզերական ճառագայթների և մագնիսական դաշտերի վրա. ճառագայթային գոտիներ Երկրի և այլ մոլորակների մոտ; տիեզերական ճառագայթների ծագումը. Այս խնդիրների ուսումնասիրման ամենակարևոր միջոցը Երկրի վրա և նրա մոտակայքում դիտվող տիեզերական ճառագայթների հոսքի տարբեր տատանումների մանրամասն ուսումնասիրությունն է։

Կ.լ. նման է խիստ հազվագյուտ հարաբերական գազի, որի մասնիկները գործնականում չեն փոխազդում միմյանց հետ, բայց հազվադեպ բախումներ են ունենում միջաստղային և միջմոլորակային միջավայրերի նյութի և տիեզերքի ազդեցության հետ: մեծ. դաշտերը. Որպես Կ.լ. գերակշռում են պրոտոնները, կան նաև էլեկտրոններ, հելիումի միջուկներ և ավելի ծանր տարրեր (մինչև 30-ից տարրերի միջուկներ)։ Էլեկտրոնները Կ.լ. հարյուրավոր անգամ պակաս պրոտոններից (նույն էներգիայի միջակայքում): Մասնիկներ K. l. ունեն հսկայական կինետիկ էներգիաներ (մինչև eV): Թեեւ ընդհանուր հոսքը Կ.լ. Երկիրը փոքր է [ընդամենը 1 մասնիկ / (սմ 2 վ)], նրանց էներգիայի խտությունը (մոտ 1 էՎ/սմ 3) համեմատելի է (մեր Գալակտիկայի ներսում) ընդհանուր էլեկտրոնային մագի էներգիայի խտության հետ։ աստղերի ճառագայթում, միջաստղային գազի ջերմային շարժման էներգիա և կինետիկ. նրա տուրբուլենտ շարժումների էներգիան, ինչպես նաև Գալակտիկայի մագնիսական դաշտի էներգիայի խտությունը։ Այստեղից հետևում է, որ Կ.լ. պետք է մեծ դեր խաղա միջաստղային տարածության մեջ տեղի ունեցող գործընթացներում։

Դոկտ. կարևոր հատկանիշը K. l. - դրանց էներգիայի ոչ ջերմային ծագումը. Իրոք, նույնիսկ ~ 10 9 Կ ջերմաստիճանի դեպքում, ըստ երևույթին, աստղերի ինտերիերի առավելագույնին մոտ, մասնիկների ջերմային շարժման միջին էներգիան eV է: Հիմնական Երկրի մոտ նկատված նույն քանակությամբ տիեզերական ճառագայթներ ունեն 108 էՎ և ավելի էներգիա: Սա նշանակում է, որ Կ.լ. էներգիա ձեռք բերել կոնկրետ աստղաֆիզիկայում: պրոցեսներ էլ.-մագն. և պլազմային բնույթ:

Սովորում է Լ. արժեքավոր տեղեկություններ է տալիս էլ.-մագ. դաշտեր արտաքին տարածության տարբեր տարածքներում: Տիեզերական ճառագայթների մասնիկներով «գրանցված» և «տարած» տեղեկատվություն։ իրենց ճանապարհին դեպի Երկիր, վերծանված է ուսումնասիրության մեջ - տարածական-ժամանակային փոփոխությունները հոսքի Կ. լ. դինամիկ էլ.-մագնիսի ազդեցության տակ։ և պլազմային պրոցեսները միջաստղային և մերձերկրային տարածության մեջ:

Մյուս կողմից՝ որպես բարձր էներգիայի մասնիկների՝ տիեզերական ճառագայթների բնական աղբյուր անփոխարինելի դեր են խաղում նյութի կառուցվածքի և տարրական մասնիկների փոխազդեցության ուսումնասիրության մեջ։ Առանձին մասնիկների էներգիա Կ. լ. այնքան մեծ են, որ երկար ժամանակ մրցակցությունից դուրս կմնան՝ համեմատած ամենահզոր լաբորատոր արագացուցիչների կողմից արագացված (մինչև 10 12 էՎ էներգիաների) մասնիկների հետ։

2. Տիեզերական ճառագայթների ուսումնասիրման մեթոդներ

Ներխուժելով Երկրի մթնոլորտ, առաջնային տիեզերական ճառագայթներ. ոչնչացնել մթնոլորտի ամենատարածված տարրերի՝ ազոտի և թթվածնի միջուկները և առաջացնել կասկադային գործընթաց (նկ. 1), որին մասնակցում են ներկայումս հայտնի բոլոր տարրական մասնիկները: Ընդունված է բնութագրել տիեզերական ճառագայթների մասնիկի անցած ճանապարհը։ բախումից առաջ մթնոլորտում, 1 սմ 2 խաչմերուկ ունեցող սյունակում պարփակված նյութի քանակությունը գրամներով, այսինքն. արտահայտել մասնիկների միջակայքը մթնոլորտային նյութի գ/սմ 2-ով: Սա նշանակում է, որ մթնոլորտի միջով անցնելուց հետո X(գ / սմ 2-ով) նախնական ինտենսիվությամբ պրոտոնային ճառագայթում Ի 0 պրոտոնների թիվը, որոնք բախումներ չեն ունեցել, հավասար կլինի , որտեղ - տես. մասնիկների միջակայք. Պրոտոնների համար ցորենը կազմում է առաջնային տիեզերական ճառագայթների մեծ մասը, օդում մոտավորապես 70 գ / սմ 2 է; հելիումի միջուկների համար 25 գ/սմ2, ավելի ծանր միջուկների համար՝ ավելի քիչ։ Առաջին բախումը (70 գ/սմ 2) մթնոլորտային մասնիկների հետ տեղի է ունենում պրոտոնների կողմից 20 կմ միջին բարձրության վրա։ Մթնոլորտի հաստությունը ծովի մակարդակում համարժեք է 1030 գ/սմ2, այսինքն. համապատասխանում է պրոտոնների մոտ 15 միջուկային միջակայքերին։ Դրանից բխում է, որ առանց բախումների Երկրի մակերես հասնելու հավանականությունը չնչին է առաջնային մասնիկի համար։ Հետևաբար, Երկրի մակերեսին Կ.լ. հայտնաբերվում են միայն երկրորդական մասնիկների կողմից ստեղծված իոնացման թույլ ազդեցություններով։

20-րդ դարի սկզբին էլեկտրոսկոպների և իոնացման փորձերում։ խցիկները հայտնաբերել են գազերի մշտական ​​մնացորդային իոնացում, որն առաջացել է շատ թափանցող ճառագայթման պատճառով: Ի տարբերություն շրջակա միջավայրի ռադիոակտիվ նյութերի ճառագայթման, կապարի նույնիսկ հաստ շերտերը չէին կարող կանգնեցնել ճառագայթման ներթափանցումը: Հայտնաբերված թափանցող ճառագայթման այլմոլորակային բնույթը հաստատվել է 1912-14 թթ. Ավստրիական ֆիզիկոս W. Hess, գերման. գիտնական Վ. Կոլհորսթերը և այլ ֆիզիկոսներ, որոնք առաջացել են իոնացումից: փուչիկ տեսախցիկներ. Պարզվել է, որ Երկրի մակերևույթից հեռավորության աճի հետ ավելանում է տիեզերական ճառագայթներից առաջացած իոնացումը, օրինակ. 4800 մ բարձրության վրա՝ չորս անգամ, 8400 մ բարձրության վրա՝ 10 անգամ։ Այլմոլորակային ծագում K. l. վերջապես ապացուցեց Ռ.Միլիկենը (ԱՄՆ), որը 1923-26թթ. մի շարք փորձեր՝ ուսումնասիրելու K. l-ի կլանումը։ մթնոլորտը (հենց նա ներմուծեց «Կ. լ.» տերմինը):

Բնություն Կ.լ. մինչև 40-ական թթ. մնաց անհասկանալի: Այդ ընթացքում ինտենսիվ զարգացել է միջուկային ուղղությունը՝ տիեզերական ճառագայթների փոխազդեցության ուսումնասիրությունը։ նյութի հետ, երկրորդական մասնիկների առաջացումը և մթնոլորտում դրանց կլանումը։ Այս ուսումնասիրությունները, որոնք իրականացվել են հակաաստղադիտակների, ամպային խցիկների և միջուկային լուսանկարչական էմուլսիաների օգնությամբ (բարձրացված օդապարիկների վրա դեպի ստրատոսֆերա), հանգեցրել են, մասնավորապես, նոր տարրական մասնիկների՝ պոզիտրոնի (1932), մյուոնի (1937 թ.) հայտնաբերմանը։ ), պի–մեսոններ (1947)։

Համակարգային գեոմագնիսական ազդեցության ուսումնասիրություն։ դաշտերը առաջնային K. l-ի ժամանման ինտենսիվության և ուղղության վրա: ցույց տվեց, որ մասնիկների ճնշող մեծամասնությունը K. l. դիրքորոշում ունի. գանձել։ Տիեզերական ճառագայթների արևելք-արևմուտք անհամաչափությունը կապված է դրա հետ՝ մագնիսական դաշտում լիցքավորված մասնիկների շեղման պատճառով։ ավելի շատ մասնիկներ գալիս են արևմուտքից, քան արևելքից:

Լուսանկարչական էմուլսիաների օգտագործումը հնարավորություն տվեց 1948 թվականին հաստատել առաջնային տիեզերական ճառագայթների միջուկային բաղադրությունը. հայտնաբերվել են ծանր տարրերի միջուկների հետքեր մինչև երկաթ (տիեզերական ճառագայթների բաղադրության մեջ առաջնային էլեկտրոնները առաջին անգամ գրանցվել են ստրատոսֆերային չափումների մեջ միայն 1961 թվականին): . 40-ականների վերջից։ աստիճանաբար առաջին պլան մղվեցին տիեզերական ճառագայթների ծագման և ժամանակային տատանումների խնդիրները։ (կոսմոֆիզիկական ասպեկտ):

Միջուկային ֆիզիկա հետազոտություն K. l. իրականացվում են հիմնականում մեծ տարածքի հաշվառման կայանքների օգնությամբ, որոնք նախատեսված են այսպես կոչված գրանցելու համար. երկրորդական մասնիկների լայն օդային հեղեղներ, որոնք առաջանում են eV էներգիա ունեցող մեկ առաջնային մասնիկի ներխուժումից։ Հիմնական Նման դիտարկումների նպատակն է ուսումնասիրել միջուկային փոխազդեցության տարրական ակտի բնութագրերը բարձր էներգիաներում: Սրա հետ մեկտեղ տեղեկություններ են տալիս էներգիայի մասին։ սպեկտրը K. l. eV-ում, ինչը շատ կարևոր է տիեզերական ճառագայթների արագացման աղբյուրների և մեխանիզմների որոնման համար։

Դիտարկումներ K. l. տիեզերաֆիզիկայում։ ասպեկտներն իրականացվում են շատ բազմազան մեթոդներով` կախված մասնիկների էներգիայից: Վարիացիաներ K. l. eV-ով ուսումնասիրվում են նեյտրոնային մոնիտորների (տիեզերական ճառագայթների նեյտրոնային բաղադրիչ), հակաաստղադիտակների (տիեզերական ճառագայթների մյուոնային բաղադրիչ) և այլ դետեկտորների տվյալների օգտագործմամբ: Այնուամենայնիվ, գետնի վրա հիմնված կայանքները անզգայուն են MeV ունեցող մասնիկների նկատմամբ՝ մթնոլորտային կլանման պատճառով: Հետևաբար, նման մասնիկներ հայտնաբերելու սարքերը օդապարիկների վրա բարձրացնում են ստրատոսֆերա մինչև 30-35 կմ բարձրություններ:

Տիեզերական ճառագայթների հոսքի արտամթնոլորտային չափումներ. 1-500 ՄէՎ իրականացվում են երկրաֆիզիկայի կիրառմամբ։ հրթիռներ, արբանյակներ և այլ տիեզերական սարքեր: Ուղղակի դիտարկումներ K. l. միջմոլորակային տարածության մեջ մինչ այժմ իրականացվել են միայն խավարածրի հարթության մոտ մինչև ~ 10 AU հեռավորության վրա: ե. Արևից.

Կոսմոգեն իզոտոպների մեթոդով ստացվել են մի շարք արժեքավոր արդյունքներ։ Նրանք ձևավորվում են K. l-ի փոխազդեցության ժամանակ: երկնաքարերով և տիեզերքով: փոշին, Լուսնի և այլ մոլորակների մակերեսի հետ, Երկրի մթնոլորտի կամ նյութի հետ: Տիեզերական իզոտոպները տեղեկատվություն են կրում տիեզերական ճառագայթների տատանումների մասին։ անցյալում և մոտ. Ըստ ծառերի տարեկան օղակներում ռադիոածխածնի 14 C պարունակության, հնարավոր է, օրինակ, ուսումնասիրել K. l-ի ինտենսիվության տատանումները։ մի քանիսի ընթացքում վերջին հազար տարին։ Այլ երկարակյաց իզոտոպներ (10 Be, 26 Al, 53 Mn և այլն), որոնք պարունակվում են երկնաքարերում, լուսնային հողում և խոր ծովային նստվածքներում, կարող են օգտագործվել տիեզերական ճառագայթների ինտենսիվության փոփոխության օրինաչափությունը վերականգնելու համար: միլիոնավոր տարիների ընթացքում:

Տիեզերքի զարգացման հետ տեխնոլոգիայի և ռադիո–քիմ. վերլուծության մեթոդները, հնարավոր դարձավ ուսումնասիրել Կ.լ. տիեզերական ճառագայթների միջուկներով ստեղծված հետքերով (հետքերով): երկնաքարերում, լուսնային նյութում, հատուկ. թիրախային նմուշներ, որոնք ցուցադրվել են արբանյակների վրա և վերադարձել Երկիր, տիեզերագնացների սաղավարտներում, ովքեր աշխատել են տիեզերքում և այլն: Օգտագործվում է նաև ուսումնասիրության անուղղակի մեթոդը Լ. իոնոլորտի ստորին հատվածում, հատկապես բևեռային լայնություններում դրանց կողմից առաջացած իոնացման ազդեցության վրա։ Այս ազդեցությունները նշանակալի են: arr. երկրագնդի մթնոլորտ արեգակնային տիեզերական ճառագայթների ներխուժման ժամանակ։

3. Տիեզերական ճառագայթները Երկրի մոտ

Ներդիր 1. Միջուկների հարաբերական առատությունը տիեզերական ճառագայթներում, Արեգակի և աստղերի վրա (միջինում)

Տարր	Արևային C.l.	Արև (ֆոտոսֆերա)	Աստղեր	Գալակտիկական տիեզերական ճառագայթներ
1Հ	4600*	1445	925	685
2 Նա (-մասնիկ)	70*	91	150	48
3Լի	?			0,3
4 Բե-5 Բ	0,02			0,8
6C	0,54*	0,6	0,26	1,8
7 Ն	0,20	0,1	0,20	0,8
8 Օ**	1,0*	1,0	1,0	1,0
9F		10 -3		0,1
10 Նե	0,16*	0,054	0,36	0,30
11 Նա	?	0,002	0,002	0,19
12 մգ	0,18*	0,05	0,040	0,32
13 Ալ	?	0,002	0,004	0,06
14 Սի	0,13*	0,065	0,045	0,12
15 Պ - 21 Սկ	0,06	0,032	0,024	0,13
16S-20Ca	0,04*	0,028	0,02	0,11
22Ti- 28Ni	0,02	0,006	0,033	0,28
26 Fe	0,15*	0,05	0,06	0,14

* Դիտողական տվյալները =1-20 ՄէՎ/նուկլեոն միջակայքի համար, այս սյունակի մնացած թվերը հիմնականում վերաբերում են >40 ՄՎ/նուկլեոնին: Ընդհանուր առմամբ աղյուսակում արժեքների մեծ մասի ճշգրտությունը 10-ից 50% է: ** Թթվածնի միջուկների առատությունը ընդունվում է որպես միասնություն։

K. l-ի ամենակարեւոր բնութագրերը. յավլ. դրանց կազմը (բաշխումն ըստ զանգվածների և լիցքերի), էներգետիկ. սպեկտրը (էներգիայի բաշխումը) և անիզոտրոպության աստիճանը (ժամանման բաշխումը): Միջուկների հարաբերական պարունակությունը K. l. տրված են Աղյուսակ 1-ում: Սեղանից. 1-ը ցույց է տալիս, որ Կ. լ. գալակտիկական շատ ավելի թեթեւ միջուկների ծագումը ( Զ= 3–5), քան արեգակնային տիեզերական ճառագայթներում: իսկ միջինը Գալակտիկայի աստղերում։ Բացի այդ, դրանք պարունակում են զգալիորեն ավելի ծանր թույներ (20)՝ համեմատած իրենց բնական առատության հետ։ Այս երկու տարբերություններն էլ շատ կարևոր են Կ.լ.-ի ծագման հարցը պարզաբանելու համար։

Տարբեր զանգվածներով մասնիկների հարաբերական թիվը տիեզերական ճառագայթներում: տրված են աղյուսակում: 2.

Ներդիր 2. 2,5 ԳեՎ/նուկլեոն էներգիա ունեցող տիեզերական ճառագայթների կազմը և որոշ բնութագրեր.

էջպրոտոններ1 1 1300 10000 10000 -մասնիկհելիումի միջուկներ2 4 94 720 1600 Լթեթեւ միջուկներ3-5 10 2,0 15 10 -4 Մմիջին միջուկներ6-9 14 6,7 52 14 Հծանր միջուկներ10 31 2,0 15 6 vhշատ ծանր միջուկներ20 51 0,5 4 0,06 Շամենածանր միջուկները > 30 100 ~10 -4 ~10 -3 եէլեկտրոններ1 1/1836 13 100 10000

Կարելի է տեսնել, որ առաջնային տիեզերական ճառագայթների հոսքում գերակշռում են պրոտոնները, որոնք կազմում են բոլոր մասնիկների թվի ավելի քան 90%-ը։ Պրոտոնների նկատմամբ -մասնիկները կազմում են 7%, էլեկտրոնները ~ 1%, իսկ ծանր միջուկները՝ 1%–ից պակաս։ Այս թվերը վերաբերում են 2,5 ԳեՎ/նուկլեոն էներգիա ունեցող մասնիկներին, որոնք չափվում են Երկրի մոտ արեգակնային նվազագույն ակտիվության դեպքում, երբ դիտարկվող էներգետիկ: սպեկտրը կարելի է համարել տիեզերական ճառագայթների չմոդուլացված սպեկտրին մոտ։ միջաստղային տարածության մեջ։

Ինտեգրալ էներգիա. սպեկտրը K. l. align="absmiddle" width="145" height="22"> [particles/(cm 2 s)] արտացոլում է մասնիկների քանակի կախվածությունը Իավելի բարձր էներգիայով ( Ի 0 - նորմալացման հաստատուն, +1 - սպեկտրի ինդեքս, մինուս նշանը ցույց է տալիս, որ սպեկտրն ունի ընկնող բնույթ, այսինքն. ինտենսիվության բարձրացմամբ Դեպի լ. նվազում է): Հաճախ օգտագործվում է նաև սպեկտրի դիֆերենցիալ ներկայացումը [մասնիկներ / (cm 2 s MeV)], որն արտացոլում է կախվածությունը էներգիայի միավորի միջակայքում (1 ՄէՎ) մասնիկների քանակից:

Դիֆերենցիալ սպեկտրը, համեմատած ինտեգրալ սպեկտրի հետ, հնարավորություն է տալիս բացահայտել էներգիայի ավելի նուրբ մանրամասները։ բաշխում Կ. լ. Սա երևում է նկ. 2, որը ցույց է տալիս տիեզերական ճառագայթների դիֆերենցիալ սպեկտրը, որը դիտվում է Երկրի մոտ մոտ 106-ից մինչև eV միջակայքում: Մասնիկներ K. l. այս միջակայքում ընկած էներգիաներով ենթակա են արեգակնային ակտիվության ազդեցությանը, ուստի էներգիայի ուսումնասիրությունը: սպեկտրը K. l. 10 6 -10 11 eV միջակայքում չափազանց կարևոր է տիեզերական ճառագայթների ներթափանցումը հասկանալու համար: միջաստղայինից մինչև միջմոլորակային տարածություն, տիեզերական ճառագայթների փոխազդեցությունները։ միջմոլորակային մագնիսով։ դաշտը (ԱՄՀ) և , արեգակնային-երկրային հարաբերությունների մեկնաբանության համար։

Մինչ արտամթնոլորտային և արտամագնիսոլորտային դիտարկումների մեկնարկը, Կ.լ. eV տարածաշրջանում դիֆերենցիալ սպեկտրի ձևի հարցը միանգամայն պարզ էր թվում. միջաստղային տարածության չմոդուլացված սպեկտրը պետք է ունենա ուժային օրենքի ձև. Միջմոլորակային տարածքում գալակտիկաներ չպետք է լինեն: Կ.լ. փոքր էներգիաներ. Ուղղակի չափումներ K. l. 10 6-ից 10 8 eV միջակայքում, հակառակ ակնկալիքների, ցույց է տվել, որ, սկսած մոտ 30 ՄէՎ-ից (և ավելի ցածր), տիեզերական ճառագայթների ինտենսիվությունը: նորից աճում է, այսինքն. հայտնաբերվել է սպեկտրի բնորոշ անկում: Հավանաբար, ձախողումը տիեզերական ճառագայթների ուժեղացված մոդուլյացիայի արդյունք է։ eV տարածաշրջանում, որտեղ մասնիկների ցրումը ԱՄՀ-ի անհամասեռություններով ամենաարդյունավետն է:

Պարզվել է, որ eV-ում K. l-ի սպեկտրը. այլևս ենթակա չէ մոդուլյացիայի, և դրա թեքությունը համապատասխանում է 2,7 մինչև eV արժեքին: Այս պահին սպեկտրը ենթարկվում է ընդմիջման (ինդեքսը աճում է մինչև =3.2-3.3): Նշումներ կան, որ միևնույն ժամանակ Կ.լ. մեծանում է ծանր միջուկների համամասնությունը. Սակայն K. l-ի կազմի վերաբերյալ տվյալները. այս էներգետիկ տարածաշրջանում դեռևս շատ քիչ են: align="absmiddle" width="118" height="17"> eV-ի դեպքում սպեկտրը պետք է կտրուկ կտրվի միջգալակտիկական տարածություն մասնիկների փախուստի պատճառով: տարածություն և փոխազդեցություն ֆոտոնների հետ։ Գերբարձր էներգիաների տարածաշրջանում մասնիկների հոսքը շատ փոքր է. միջին հաշվով մեկ eV-ից ոչ ավելի մասնիկ ընկնում է տարեկան 10 կմ 2 տարածքի վրա:

Կ.լ.-ի համար eV-ն բնութագրվում է բարձր իզոտրոպիայով՝ 0,1% ճշտությամբ, մասնիկների ինտենսիվությունը բոլոր ուղղություններով նույնն է։ Ավելի բարձր էներգիաների դեպքում անիզոտրոպիան մեծանում է և eV-ի տիրույթում հասնում է մի քանի անգամ։ տասնյակ % (նկ. 3): ~ 0,1% անիզոտրոպիա, առավելագույնը 19:00-ի սահմաններում, կողմնակի ժամանակով համապատասխանում է տիեզերական ճառագայթների շարժման գերակշռող ուղղությանը: մագնիսական դաշտի գծերի երկայնքով: գալակտիկական դաշտեր. պարուրաձև թեւ, որի մեջ գտնվում է Արևը։ Քանի որ մասնիկների էներգիան մեծանում է, առավելագույնի ժամանակը տեղափոխվում է 13:00-ի կողմնակի ժամանակ, որը համապատասխանում է տիեզերական ճառագայթների շեղման հոսքի առկայությանը: մագնիսական դաշտի գծերի վրայով Գալակտիկայից eV-ով:

4. Տիեզերական ճառագայթների ծագումը

K. l-ի բարձր իզոտրոպիայի պատճառով. Երկրի մոտ կատարվող դիտարկումները մեզ թույլ չեն տալիս պարզել, թե որտեղ են դրանք ձևավորվել և ինչպես են դրանք բաշխված Տիեզերքում: Այս հարցերին պատասխանել է ռադիոաստղագիտությունը՝ կապված տիեզերքի հայտնաբերման հետ։ Հց ռադիոհաճախականության տիրույթում: Այս ճառագայթումը ստեղծվում է շատ բարձր էներգիայի էլեկտրոնների կողմից, երբ նրանք շարժվում են մագնիսական դաշտում: գալակտիկայի դաշտը.

Այն հաճախականությունը, որով ռադիոհաղորդումների ինտենսիվությունը առավելագույնն է, կապված է մագնիսական դաշտի ուժգնության հետ: դաշտերը Հև էլեկտրոնային էներգիան ըստ հարաբերակցության (Հց), որտեղ է էլեկտրոնի բարձրության անկյունը (էլեկտրոնի արագության վեկտորի և վեկտորի միջև եղած անկյունը Հ) Մագն. Գալակտիկայի դաշտը, չափված մի քանի. մեթոդները, ունի E-ի արժեքը Միջինում E-ում և = 0.5, eV, i.e. ռադիո արձակող էլեկտրոնները պետք է ունենան նույն էներգիաները, ինչ հիմնականը: Երկրի մոտ նկատված տիեզերական ճառագայթների զանգված: Այս էլեկտրոնները, որոնք տիեզերական ճառագայթների բաղադրիչներից են, զբաղեցնում են ընդլայնված տարածք, որն ընդգրկում է ամբողջ գալակտիկան և կոչվում է գալակտիկական շրջան։ լուսապսակ։ Միջաստղային մեծության մեջ։ Դաշտերում էլեկտրոնները շարժվում են, ինչպես մյուս բարձր էներգիայի լիցքավորված մասնիկները՝ պրոտոնները և ավելի ծանր միջուկները: Միակ տարբերությունն այն է, որ իրենց ցածր զանգվածի պատճառով էլեկտրոնները, ի տարբերություն ավելի ծանր մասնիկների, ինտենսիվ ճառագայթում են ռադիոալիքներ և դրանով իսկ բացահայտվում են գալակտիկայի հեռավոր մասերում՝ լինելով տիեզերական ճառագայթների ցուցիչ։ ընդհանրապես.

Ի լրումն ընդհանուր գալակտիկայի սինքրոտրոնային ռադիո արտանետումը, հայտնաբերվել են դրա դիսկրետ աղբյուրները՝ պատյաններ, Գալակտիկայի միջուկը, Բնական է ակնկալել, որ այս բոլոր օբյեկտները տիեզերական ճառագայթների աղբյուր են։

Մինչև 70-ականների սկիզբը։ 20 րդ դար շատ հետազոտողներ կարծում էին, որ Կ.լ. with align="absmiddle" width="89" height="17"> eV ունեն հիմնականում մետագալակտիկ. ծագում. Միաժամանակ մատնանշվել է հայտնի գալակտիկաների բացակայությունը։ մինչև 10 21 էՎ լարման մասնիկների աղբյուրները և Գալակտիկայի մեջ դրանց պարունակության խնդրի հետ կապված դժվարությունները: Պուլսարների հայտնաբերման հետ կապված (1967 թ.) դիտարկվել են նույնիսկ շատ ծանր միջուկները դեպի գերբարձր էներգիաներ արագացնելու մի շարք հնարավոր մեխանիզմներ։ Մյուս կողմից, ստացված տվյալները վկայում են այն մասին, որ Երկրի մոտ նկատվող էլեկտրոնները գոյանում և կուտակվում են Գալակտիկայում։ Ոչ մի հիմք չկա մտածելու, որ պրոտոններն ու ավելի ծանր միջուկներն այս առումով տարբեր կերպ են վարվում։ Այսպիսով, գալակտիկական տեսությունն արդարացված է։ ծագում K. l.

Այս տեսության անուղղակի հաստատումը ստացվել է երկնային ոլորտի վրա տիեզերական աղբյուրների բաշխման վերաբերյալ տվյալներից։ գամմա ճառագայթում. Այս ճառագայթումն առաջանում է -մեզոնների քայքայման պատճառով, որոնք առաջանում են տիեզերական ճառագայթների բախումների ժամանակ։ միջաստեղային գազի մասնիկների հետ, ինչպես նաև հարաբերական էլեկտրոնների բեկման հետևանքով միջաստեղային գազի մասնիկների հետ նրանց բախումների ժամանակ։ Մագնիսները չեն ազդում գամմա ճառագայթների վրա: դաշտերը, ուստի դրանց ժամանման ուղղությունը ուղղակիորեն ցույց է տալիս աղբյուրը: Ի տարբերություն Արեգակնային համակարգի ներսում նկատված տիեզերական ճառագայթների գրեթե իզոտրոպ բաշխման, գամմա ճառագայթման բաշխումը երկնքում շատ անհավասար է և նման է գալակտիկաների վրա գերնոր աստղերի բաշխմանը: երկայնություն (նկ. 4): Փորձարարական տվյալների և երկնային ոլորտի վրա գամմա ճառագայթման ակնկալվող բաշխման միջև լավ համաձայնությունը վառ ապացույց է, որ հիմնական. Տիեզերական ճառագայթների աղբյուրը գերնոր աստղերն են։

Ծագման տեսություն Կ.լ. հենվում է ոչ միայն գալակտիկական վարկածի վրա Կ.լ.-ի աղբյուրների բնույթը, այլեւ այն գաղափարի վրա, որ Կ.լ. երկար ժամանակ պահվում են Գալակտիկայում՝ դանդաղ հոսելով միջգալակտիկական: տարածություն. Շարժվելով ուղիղ գծով՝ Կ.լ. կհեռանար գալակտիկայից մի քանի բանից հետո: սերնդի պահից հազար տարի անց: Գալակտիկական մասշտաբով այս ժամանակն այնքան կարճ է, որ նման արագ արտահոսքով անհնար կլինի փոխհատուցել կորուստները: Այնուամենայնիվ, միջաստղային մագնիսական դաշտ՝ ուժի խիստ խճճված գծերով ունի բարդ բնույթ, որը հիշեցնում է գազի մեջ մոլեկուլների տարածումը։ Արդյունքում արտահոսքի ժամանակը K. l. Գալակտիկայից պարզվում է, որ այն հազարավոր անգամ ավելի մեծ է, քան ուղղագիծ շարժման ժամանակ: Վերոնշյալը վերաբերում է մասնիկների մասեր K. l. (eV-ով): Ավելի մեծ էներգիա ունեցող մասնիկները, որոնց թիվը շատ փոքր է, թույլ են շեղվում գալակտիկայի կողմից։ մեծ. դաշտը և համեմատաբար արագ հեռանալ Գալակտիկայից: Ըստ երևույթին, տիեզերական ճառագայթների սպեկտրի ընդմիջումը կապված է սրա հետ։ eV-ում

K. l-ի արտահոսքի ժամանակի ամենահուսալի գնահատականը. Գալակտիկայից ստացվում է դրանց բաղադրության տվյալների հիման վրա։ Կ.լ.-ում։ շատ մեծ թվով (տարրերի միջին առատության համեմատ) կան թեթև միջուկներ (Li, Be, B)։ Դրանք առաջանում են տիեզերական ճառագայթների ավելի ծանր միջուկներից։ երբ վերջիններս բախվում են միջաստեղային գազի (հիմնականում ջրածնի) ատոմների միջուկներին։ Որպեսզի լույսի միջուկները լինեն դիտելի քանակությամբ, K. l. Գալակտիկայում նրանց շարժման ժամանակ միջաստղային նյութի հաստությունը մոտ. 3 գ/սմ. Ըստ միջաստղային գազի բաշխման և գերնոր աստղերի պայթյունների մնացորդների տվյալների՝ տիեզերանավի տարիքը։ չի գերազանցում 30 միլիոն տարին։

Հօգուտ գերնոր աստղերի՝ որպես գլխավոր Տիեզերական ճառագայթների աղբյուրը, ի լրումն ռադիոյի, ռենտգենյան և գամմա ճառագայթների աստղագիտության տվյալների, նշվում է նաև բռնկումների ժամանակ դրանց էներգիայի արտանետման գնահատականներով։ Գերնոր աստղերի պայթյուններն ուղեկցվում են գազի հսկայական զանգվածների արտանետմամբ, որոնք պայթող աստղի շուրջ կազմում են մեծ պայծառ լուսավոր և ընդլայնվող թաղանթ (միգամածություն): Պայթյունի ընդհանուր էներգիան, որը ծախսվում է ճառագայթման և կինետիկի վրա։ գազի ընդլայնման էներգիան կարող է հասնել 10 51 -10 52 erg. Մեր Գալակտիկայում, ըստ վերջին տվյալների, գերնոր աստղերը ժայթքում են միջինը առնվազն 100 տարին մեկ անգամ: Եթե ​​այս ժամանակային միջակայքին վերագրենք բռնկման էներգիան 10 51 erg, ապա տե՛ս. ֆլեշ ելքը կլինի մոտ. erg/s. Մյուս կողմից՝ պահպանել ժամանակակից էներգիայի խտությունը K. l. ԼԱՎ. Աղբյուրների 1 էՎ/սմ հզորություն Կ.լ. ժամը տես. ցմահ Կ. լ. Գալակտիկայում տարիները պետք է լինեն առնվազն 10 40 Էրգ/վրկ: Այստեղից հետևում է, որ տիեզերական ճառագայթների էներգիայի խտությունը պահպանելու համար. ժամանակակիցի վրա մակարդակը բավական է, որպեսզի դրանք փոխանցվեն միայն մի քանիսին: Գերնոր աստղի պայթյունի % հզորությունը: Այնուամենայնիվ, ռադիոաստղագիտությունը կարող է ուղղակիորեն հայտնաբերել ռադիո արտանետող էլեկտրոնները: Հետևաբար, դեռևս հնարավոր չէ վերջնականապես հայտարարել (թեև սա միանգամայն բնական է թվում, հատկապես գամմա-ճառագայթների աստղագիտության ձեռքբերումների լույսի ներքո), որ գերնոր աստղերի պայթյունների ժամանակ նույնպես առաջանում են բավարար քանակությամբ պրոտոններ և ավելի ծանր միջուկներ: Այս առումով տիեզերական ճառագայթների այլ հնարավոր աղբյուրների որոնումը չի կորցրել իր նշանակությունը։ Այս առումով մեծ հետաքրքրություն են ներկայացնում պուլսարները (որտեղ, ըստ երևույթին, հնարավոր է մասնիկների արագացում դեպի գերբարձր էներգիաներ) և գալակտիկաների շրջանը։ միջուկներ (որտեղ հնարավոր են շատ ավելի մեծ հզորության պայթուցիկ գործընթացներ, քան գերնոր աստղերի պայթյունները): Այնուամենայնիվ, Կ.լ.-ի գեներացիոն հզորությունը. գալակտիկական ըստ երևույթին չի գերազանցում գերնոր աստղերի բռնկումների ժամանակ նրանց սերնդի ընդհանուր հզորությունը: Բացի այդ, միջուկում ձևավորված տիեզերական ճառագայթների մեծ մասը կլքի Գալակտիկայի սկավառակը մինչև Արեգակի մերձակայքը հասնելը: Այսպիսով, մենք կարող ենք ենթադրել, որ գերնոր պայթյունները yavl. Կ–ի հիմնական, թեև ոչ միակ աղբյուրը։

5. Տիեզերական ճառագայթների արագացման մեխանիզմներ

Մինչև ~ 10 21 էՎ էներգիաներ մասնիկների արագացման հնարավոր մեխանիզմների հարցը դեռևս հեռու է մանրամասն ավարտված լինելուց: լուծումներ։ Սակայն, ընդհանուր առմամբ, արագացման գործընթացի բնույթն արդեն պարզ է։ Սովորական (ոչ իոնացված) գազում էներգիայի վերաբաշխումը մասնիկների միջև տեղի է ունենում միմյանց հետ բախումների պատճառով։ Հազվագյուտ տարածության մեջ Պլազմայում լիցքավորված մասնիկների բախումները շատ փոքր դեր են խաղում, իսկ առանձին մասնիկի էներգիայի փոփոխությունը (արագացում կամ դանդաղում) պայմանավորված է էլ.-մագնիսի հետ նրա փոխազդեցությամբ։ դաշտերը, որոնք առաջանում են այն շրջապատող բոլոր պլազմայի մասնիկների շարժումից:

Նորմալ պայմաններում էներգիա ունեցող մասնիկների թիվը նկատելիորեն ավելի մեծ է, քան տես. Պլազմայի մասնիկների ջերմային շարժման էներգիան աննշան է։ Հետևաբար, մասնիկների արագացումը պետք է սկսվի գործնականում ջերմային էներգիաներից: Տիեզերքում Պլազման (էլեկտրականորեն չեզոք) չի կարող որևէ նշանակալի էլեկտրաստատիկ գոյություն ունենալ: դաշտերում, ցորենը կարող է արագացնել լիցքավորված մասնիկները դաշտի կետերի միջև պոտենցիալ տարբերության պատճառով: Այնուամենայնիվ, պլազմայում կարող է առաջանալ էլեկտրական: իմպուլսիվ կամ ինդուկտիվ բնույթի դաշտեր. Իմպուլսային էլեկտրական դաշտերը հայտնվում են, օրինակ, երբ կոտրվում է չեզոք հոսանքի թերթիկը, որը տեղի է ունենում մագնիսականի շփման տարածքում: հակառակ բևեռականության դաշտերը (տես): Ինդուկցիոն էլեկտրական դաշտը հայտնվում է, երբ մագնիսական ուժը մեծանում է: դաշտերը ժամանակի հետ (բետրոնի էֆեկտ): Ի լրումն իմպուլսային դաշտերի, արագացման սկզբնական փուլը կարող է պայմանավորված լինել արագացված մասնիկների փոխազդեցությամբ պլազմայի ալիքների էլեկտրական դաշտերի հետ պլազմայի ինտենսիվ տուրբուլենտ շարժումներով շրջաններում։

Տիեզերքում, ըստ երևույթին, գոյություն ունի արագացնող մեխանիզմների հիերարխիա, որոնք գործում են տարբեր կոմբինացիաներով կամ տարբեր հաջորդականությամբ՝ կախված արագացման դաշտի հատուկ պայմաններից։ Արագացման իմպուլսային էլեկտրական. դաշտի կամ պլազմայի տուրբուլենտությունը նպաստում է ինդուկցիոն (բետրոն) մեխանիզմի կամ Ֆերմի մեխանիզմի միջոցով հետագա արագացմանը:

Տիեզերքում մասնիկների արագացման գործընթացի որոշ առանձնահատկություններ կապված են պլազմայի վարքագծի հետ մագն. դաշտ. Տիեզերք մեծ. դաշտերը գոյություն ունեն մեծ ծավալի տարածության մեջ: լիցք ունեցող մասնիկ Զեև թափը էջշարժվում է մագնիսական դաշտ Հկոր ուղու երկայնքով՝ կորության ակնթարթային շառավղով
,
Որտեղ R = cp/Ze- մեծ. մասնիկների կոշտությունը (չափված վոլտերով), - մասնիկի բարձրության անկյունը. Եթե ​​դաշտը քիչ է փոխվում մագնիսական դաշտի հետ համեմատելի հեռավորությունների վրա, ապա մասնիկների հետագիծն ունի պարույրի ձև, որը ոլորվում է մագնիսական դաշտի գծի շուրջը: դաշտերը. Այս դեպքում ուժի դաշտային գծերը, կարծես, կցված են պլազմային (սառեցված են պլազմայի մեջ) - պլազմայի ցանկացած հատվածի տեղաշարժը առաջացնում է մագնիսական դաշտի գծերի համապատասխան տեղաշարժ և դեֆորմացիա: դաշտերը և հակառակը։ Եթե ​​պլազմայում բավականաչափ ինտենսիվ շարժումներ են գրգռված (նման իրավիճակ է առաջանում, օրինակ, գերնոր աստղի պայթյունի հետևանքով), ապա պլազմայի այդպիսի պատահական շարժվող շատ շրջաններ կան։ Պարզության համար հարմար է դրանք դիտարկել որպես առանձին պլազմային ամպեր, որոնք միմյանց համեմատաբար շարժվում են բարձր արագությամբ: Հիմնական պլազմայի մասնիկների զանգվածը պահվում է ամպերի մեջ և շարժվում նրանց հետ։ Այնուամենայնիվ, փոքր թվով բարձր էներգիայի մասնիկներ, որոնց համար հետագծի կորության շառավիղը մագն. պլազմային դաշտը համեմատելի է ամպի չափի հետ կամ գերազանցում է այն, մտնելով ամպի մեջ, չի մնում դրա մեջ։ Այս մասնիկները միայն մագնիսականով են շեղվում: ամպի դաշտում, տեղի է ունենում մասնիկի մի տեսակ բախում ամպի հետ որպես ամբողջություն և մասնիկների ցրում դրա վրա (նկ. 5): Նման պայմաններում մասնիկը արդյունավետորեն էներգիա է փոխանակում ամբողջ ամպի հետ միանգամից։ Բայց կինետիկ ամպի էներգիան շատ բարձր է և, սկզբունքորեն, արագացվածի էներգիան այդպիսով մասնիկները կարող են անորոշ ժամանակով աճել, մինչև մասնիկը լքի տարածաշրջանը պլազմայի ինտենսիվ շարժումներով: Սա է վիճակագրության էությունը։ արագացման մեխանիզմը, որն առաջարկվել է Է. Ֆերմիի կողմից 1949 թվականին: Նմանապես, մասնիկները արագանում են, երբ փոխազդում են հզոր հարվածային ալիքների հետ (օրինակ՝ միջմոլորակային տարածքում), մասնավորապես, երբ երկու հարվածային ալիքներ մոտենում են՝ ձևավորելով ռեֆլեկտիվ մագնիսական դաշտեր: «Հայելիներ» (կամ «պատեր») արագացված մասնիկների համար։

Արագացման բոլոր մեխանիզմները հանգեցնում են տիեզերական ճառագայթների սպեկտրի, որտեղ մասնիկների թիվը նվազում է էներգիայի ավելացման հետ: Այստեղ ավարտվում են մեխանիզմների նմանությունները։ Չնայած ինտենսիվ տեսական և փորձարարական ուսումնասիրություններ, մինչև չգտնվի համընդհանուր արագացման մեխանիզմ կամ մեխանիզմների համակցություն, որը կարող է բացատրել տիեզերական ճառագայթների սպեկտրի և լիցքի կազմի բոլոր առանձնահատկությունները։ Այն դեպքում, օրինակ, իմպուլսային էլեկտրական դաշտերը Եկարծրության աճի արագություն Ռորոշվում է հարաբերությամբ dR/dt = cE, այսինքն. կախված չէ բնօրինակ մագնիսականից: մասնիկների կոշտություն. Այս դեպքում գործողության դաշտի բոլոր մասնիկները արագանում են Ե , դրանց բաղադրությունը կարտացոլի սկզբնական պլազմայի կազմը, իսկ սպեկտրը կունենա ձև D(R)~ exp - (R/R 0), որտեղ Ռ 0 - սպեկտրի բնորոշ կոշտություն:

Երբ պլազմային ալիքներով արագանում են, ընդամենը մի քանի անգամ էներգիա ունեցող մասնիկները կարող են արագանալ: անգամ ավելի ջերմային: Նման մասնիկների թիվը շատ փոքր չէ, բայց արագացման պայմանները զգալիորեն կախված կլինեն մասնիկների տեսակից, ինչը պետք է հանգեցնի դրանց կազմի ուժեղ փոփոխության՝ համեմատած նախնական պլազմայի կազմի հետ։ Արագացված պրոտոնների սպեկտրը, սակայն, այս դեպքում կարող է լինել ~ exp - (R/R 0).

Բետատրոնի մեխանիզմը, որը հիմնված է ադիաբատիկի պահպանման վրա մասնիկների շարժման անփոփոխ = const, տալիս է ուժի իրավունքի սպեկտր և ընտրովի չէ մասնիկների տեսակի նկատմամբ, բայց դրա արդյունավետությունը համաչափ է մագնիսականին: մասնիկների կոշտություն ( dR/dt ~ Ռ), այսինքն. դրա գործողությունը պահանջում է նախնական արագացում (ներարկում):

Ֆերմիի արագացման մեխանիզմը տալիս է ուժային օրենքի էներգիա: սպեկտրը, սակայն, այն ընտրովի է մասնիկների տեսակի նկատմամբ: Տիեզերքում հարվածային ալիքների արագացում: պլազման նաև հանգեցնում է ուժային օրենքի էներգետիկայի: սպեկտրը, և տեսականորեն: հաշվարկները տալիս են ինդեքս = 2,5, որը բավականին լավ է համընկնում տիեզերական ճառագայթների սպեկտրի դիտարկված ձևի հետ։ Այսպիսով, արագացման տեսությունը, ցավոք, թույլ է տալիս ոչ միանշանակ մոտեցում արագացված մասնիկների (մասնավորապես՝ արեգակնային տիեզերական ճառագայթների) դիտարկվող սպեկտրների մեկնաբանությանը։

Իմպուլսային էլեկտրականությամբ արագացման գործընթացներ. դաշտերը մագնիսականի զրոյական գծերի մոտ: դաշտերը դիտվում են Արեգակի վրա բռնկումների ժամանակ, երբ մի քանի. min մասնիկներ են հայտնվում՝ արագացված մինչև մի քանի էներգիա: ԳեՎ. Պուլսարների մոտ, Գալակտիկայի գերնոր աստղերի թաղանթներում, ինչպես նաև արտագալակտիկայում։ առարկաներ՝ ռադիոգալակտիկաներ և քվազարներ, այս գործընթացը կարող է խաղալ նաև DOS-ի դերը: արագացման մեխանիզմը կամ գոնե ներարկիչի դերը: Վերջին դեպքում ներարկվող մասնիկները արագանում են մինչև մաքս. դիտվել է Կ.լ. էներգիաներ՝ ալիքների հետ փոխազդեցության և մագնիսականի անհամասեռությունների արդյունքում։ դաշտերը տուրբուլենտ պլազմայում:

Տարբեր մասշտաբների (Գալակտիկա, Արև, Երկրի մագնիտոսֆերա և այլն) դիտարկումները ցույց են տալիս, որ մասնիկների արագացումը տեղի է ունենում տիեզերքում։ պլազմա ամենուր, որտեղ կան բավականաչափ ինտենսիվ անհամասեռ շարժումներ և մագնիսական: դաշտերը. Այնուամենայնիվ, մեծ քանակությամբ և մինչև շատ բարձր էներգիաների մասնիկները կարող են արագանալ միայն այն դեպքում, երբ պլազմային հաղորդվում է շատ բարձր կինետիկ էներգիա: էներգիա. Սա հենց այն է, ինչ տեղի է ունենում նման մեծ տարածության մեջ: գործընթացներ, ինչպիսիք են գերնոր աստղերի պայթյունները, ռադիոգալակտիկաների և քվազարների ակտիվությունը:

Հսկայական դերի հետ մեկտեղ Կ.լ. աստղաֆիզիկայում գործընթացները, անհրաժեշտ է նշել դրանց կարևորությունը Երկրի հեռավոր անցյալն ուսումնասիրելու համար (կլիմայական փոփոխություններ, կենսոլորտի էվոլյուցիա և այլն) և որոշ գործնական խնդիրներ լուծելու համար։ ներկայիս առաջադրանքները (տիեզերագնացների ճառագայթային անվտանգության ապահովում, օդերևութաբանական ազդեցությունների վրա տիեզերական ճառագայթների հնարավոր ներդրման գնահատում և այլն):

Լիտ.:
Ginzburg V.L., Syrovatsky S.I., Տիեզերական ճառագայթների ծագումը, Մ., 1963; Միրոշնիչենկո Լ.Ի., Տիեզերական ճառագայթները միջմոլորակային տարածության մեջ, Մ., 1973; Դորման Լ.Ի., Տիեզերական ճառագայթների աստղաֆիզիկայի փորձարարական և տեսական հիմունքներ, Մ., 1975; Toptygin I. N., Տիեզերական ճառագայթները միջմոլորակային մագնիսական դաշտերում, Մ., 1983:

(Լ.Ի. Միրոշնիչենկո)