Hvězdárna kosmického záření - Cosmic-ray observatory

Detekce sprchy.png

A observatoř kosmického záření je vědecká instalace postavená pro detekci vysokoenergetických částic pocházejících z vesmíru kosmické paprsky. To obvykle zahrnuje fotony (světlo s vysokou energií), elektrony, protony a některá těžší jádra a také antihmota částice. Asi 90% kosmických paprsků jsou protony, 9% jsou částice alfa a zbývající ~ 1% jsou další částice.

Zatím není možné stavět optika formující obraz pro kosmické paprsky, jako a Wolterův dalekohled pro nižší energii Rentgenové záření,[1][2] ačkoli některá observatoře kosmického záření také hledají vysokoenergetické gama paprsky a rentgenové paprsky. Kosmické paprsky s ultra vysokou energií (UHEC) představují další problémy s detekcí. Jedním ze způsobů učení o kosmickém záření je použití různých detektorů ke sledování aspektů kosmického záření vzduchová sprcha.

Metody detekce pro gama paprsky:[3]

Například při viditelném světle foton může mít energii několika eV, může kosmický gama paprsek překročit TeV (1 000 000 000 000 eV).[3] Někdy nejsou kosmické paprsky gama (fotony) seskupeny s kosmickými paprsky jader.[3]

Dějiny

Čerenkovovo záření (světlo) zářící v jádru jaderného reaktoru. Ve srovnání s tím kamera zachytila ​​modré světlo z tohoto jevu ve vodě z záření vydávaného reaktorem, observatoře kosmického záření hledají toto záření pocházející z kosmických paprsků v zemské atmosféře

„V roce 1952 umožnil jednoduchý a odvážný experiment první pozorování Čerenkovovo světlo produkované kosmickými paprsky procházejícími atmosférou, které zrodily nové astronomické pole “.[4] Tato práce,[5] zahrnující minimální výdaje na nástroje (popelnice, parabolické zrcadlo s přebytkem války a fotonásobič s průměrem 5 cm) a na základě návrhu Patricka Blacketta nakonec vedly k současné mezinárodní multimiliardové investici do astronomie gama paprsků.

The Průzkumník 1 satelit vypuštěný v roce 1958 následně měřil kosmické paprsky.[6] Anton 314 všesměrový Geiger-Müllerova trubice, navrhl George H. Ludwig z Státní univerzita v Iowě Zjištěna laboratoř kosmického záření kosmické paprsky. Mohlo to zjistit protony s energií nad 30 MeV a elektrony s energií přes 3 MeV. Většinou byl nástroj nasycený;[7]

Někdy by přístroj hlásil očekávaný počet kosmických paprsků (přibližně třicet impulzů za sekundu), ale někdy by vykazoval zvláštní nulový počet impulzů za sekundu. University of Iowa (pod vedením Van Allena) poznamenal, že všechny zprávy o nulovém počtu za sekundu pocházely z nadmořské výšky 2 000+ km (1 250+ mil) nad Jižní Amerikou, zatímco průjezdy 500 km (310 mi) by ukazovaly očekávanou úroveň kosmických paprsků. Tomu se říká Anomálie v jižním Atlantiku. Později, po Průzkumníku 3, se dospělo k závěru, že původní Geigerův počítač byl ohromen („nasycen“) silným zářením vycházejícím z pásu nabitých částic zachycených ve vesmíru magnetickým polem Země. Tento pás nabitých částic je nyní známý jako Van Allenův radiační pás.

Na palubě vesmírné stanice byly studovány kosmické paprsky Mir na konci 20. století, například s experimentem SilEye.[8] Studoval se vztah mezi záblesky pozorovanými astronauty ve vesmíru a kosmickými paprsky vizuální jevy kosmického záření.[8]

V prosinci 1993 se Akeno Giant Air Shower Array v Japonsku (zkráceně AGASA ) zaznamenal jeden z nejvyšších energetických jevů kosmického záření, jaký kdy byl pozorován.[9]

V říjnu 2003 se Observatoř Pierra Augura v Argentině dokončila stavbu svého stého detektoru povrchu a stala se největším polem kosmického záření na světě.[9] Detekuje kosmické paprsky pomocí dvou různých metod: sledování Čerenkovovo záření vznikají při interakci částic s vodou a pozorováním ultrafialového světla vyzařovaného v zemské atmosféře.[9] V roce 2018 začala instalace aktualizace s názvem AugerPrime přidávat do observatoře scintilační a rádiové detektory.

V roce 2010 byla rozšířena verze AMANDA pojmenovaný Kostka ledu bylo dokončeno. IceCube opatření Čerenkovovo světlo v kubickém kilometru průhledného ledu. Odhaduje se, že každý den detekuje 275 milionů kosmických paprsků.[9]

Raketoplán Endeavour transportoval Alphamagnetic Spectrometer (AMS) do Mezinárodní vesmírná stanice 16. května 2011. Za něco málo přes jeden rok provozu shromáždila AMS údaje o 17 miliardách událostí kosmického záření.[9]

Hvězdárny a experimenty

Existuje řada iniciativ výzkumu kosmického záření. Patří mezi ně mimo jiné:

Ultra vysokoenergetické kosmické paprsky

Hvězdárny pro ultra-vysokoenergetické kosmické paprsky:

Viz také

Reference

  1. ^ Wolter, H. (1952). „Glancing Incidence Mirror Systems as Imaging Optics for X-paprsků“. Annalen der Physik. 10 (1–2): 94–114. Bibcode:1952AnP ... 445 ... 94W. doi:10.1002 / andp.19524450108.
  2. ^ Wolter, H. (1952). „Verallgemeinerte Schwarzschildsche Spiegelsysteme streifender Reflexion als Optiken für Röntgenstrahlen“. Annalen der Physik. 10 (4–5): 286–295. Bibcode:1952AnP ... 445..286W. doi:10.1002 / andp.19524450410.
  3. ^ A b C GSFC gama-paprskové dalekohledy a detektory
  4. ^ „Objev záření vzduch-Čerenkov“.
  5. ^ Galbraith, W .; Jelley, J.V. (1952). "Světelné impulsy z noční oblohy spojené s kosmickými paprsky". Příroda. 171 (4347): 349–350. Bibcode:1953Natur.171..349G. doi:10.1038 / 171349a0.
  6. ^ „Explorer-I a Jupiter-C“. Datový list. Ústav astronautiky, Národní muzeum letectví a kosmonautiky, Smithsonian Institution. Citováno 2008-02-09.
  7. ^ "Kosmický paprsek". Hlavní katalog NSSDC. NASA. Citováno 2008-02-09.
  8. ^ A b Bidoli, V; Casolino, M; De Pascale, MP; Furano, G; Morselli, A; Narici, L; Picozza, P; Reali, E; Sparvoli, R; Galper, AM; Ozerov YuV, Popov AV; Vavilov, NR; Alexandrov, AP; Avdeev, SV; Yu, Baturin; Yu, Budarin; Padalko, G; Shabelnikov, VG; Barbellini, G; Bonvicini, W; Vacchi, A; Zampa, N; Bartalucci, S; Mazzenga, G; Ricci, M; Adriani, O; Spillantini, P; Boezio, M; Carlson, P; Fuglesang, C; Castellini, G; Sannita, WG (2000). „Studie kosmických paprsků a světelných záblesků na palubě vesmírné stanice MIR: experiment SilEye“. Adv Space Res. 25 (10): 2075–9. Bibcode:2000AdSpR..25,2075B. doi:10.1016 / s0273-1177 (99) 01017-0. PMID  11542859.
  9. ^ A b C d E „Kosmické paprsky | Časové osy CERN“. timeline.web.cern.ch. Archivovány od originál dne 2017-09-15. Citováno 2017-09-15.

Další čtení

externí odkazy