Космические лучи

заряженные частицы высокой энергии, приходящие на Землю из межзвёздного пространства. Земля постоянно бомбардируется К.л., интенсивность которых иногда резко возрастает за счёт потоков частиц, порождаемых вспышками на Солнце (т.наз. солнечных космических лучей). К.л. напоминают сильно разрежённый газ, частицы которого практически не взаимодействуют друг с другом, но испытывают редкие столкновения с веществом межзвёздной и межпланетной сред и воздействие космических магнитных полей. В составе К.л. преобладают протоны, имеются также электроны (в сотни раз меньше, чем протонов), ядра гелия и более тяжёлых элементов. Частицы К.л. обладают огромными кинетическими энергиями (вплоть до 10Е21 эВ). Хотя суммарный поток К.л. у Земли невелик (всего ок. 1 частицы на кв.см в секунду), плотность их энергии сравнима (в пределах нашей Галактики) с плотностью энергии суммарного электромагнитного излучения звёзд, энергии теплового движения межзвёздного газа и кинетической энергии его турбулентных движений, а также с плотностью энергии магнитного поля Галактики. Отсюда следует, что К.л. должны играть большую роль в процессах, идущих в межзвёздном пространстве.

Другая важная особенность К.л. - нетепловое происхождение их энергии, они приобретают энергию в специфических астрофизических процессах электромагнитной и плазменной природы.

Изучение К.л. даёт ценные сведения об электромагнитных полях в различных областях космического пространства. Информация, “записанная” и “переносимая” частицами К.л. на их пути к Земле, расшифровывается при исследовании вариаций космических лучей - пространственно-временных изменений потока К.л. под влиянием динамических электромагнитных и плазменных процессов в межзвёздном и околоземном пространстве.

Вторгаясь в атмосферу Земли, первичные К.л. разрушают ядра наиболее распространённых в атмосфере элементов - азота и кислорода - и порождают каскадный процесс, в котором участвуют все известные в настоящее время элементарные частицы. Определено, что с увеличением расстояния от поверхности Земли ионизация, вызываемая К.л., растёт. Например, на высоте 4800 м - вчетверо, на высоте 8400 м - в 10 раз. Внеземное происхождение К.л. доказал Р.Милликен (США), осуществивший в 1923 - 1926 серию опытов по исследованию поглощения К.л. атмосферой (именно он ввёл термин “К.л.”).

Основным источником К.л. являются сверхновые звёзды. К.л. длительное время удерживаются в Галактике, медленно вытекая в межгалактическое пространство. В межзвёздном магнитном поле с сильно запутанными силовыми линиями движение К.л. имеет сложный характер, напоминающий диффузию молекул в газе. Возраст К.л. не превышает 30 млн.лет.

Наряду с огромной ролью К.л. в астрофизических процессах, необходимо отметить значение К.л. для изучения далёкого прошлого Земли (изменений климата, эволюции биосферы и т.д.) и для решения некоторых практических задач современности (обеспечение радиационной безопасности космонавтов, оценка возможного вклада К.л. в метеоэффекты и т.п.). Изучение К.л. играет очень важную роль в исследованиях сторонников научной астрологии, которые пытаются найти чёткое физическое объяснение астрологическим воздействиям.

Литература:

1. Физика космоса.