Os professores da categoria-escola da ciência às vezes mão para fora "caixas de mistério" contendo rampas, obstáculos e uma de mármore soltas. Ao girar as caixas e sentindo o mármore pendurar-se ou cair, os alunos tentar deduzir o que está dentro da caixa.
Físicos tentam entender por que partículas minúsculas chover incessantemente para baixo a partir do espaço enfrentam um dilema semelhante, mas a caixa é de cem mil anos-luz de diâmetro e suas únicas pistas são as próprias partículas.
Apenas para tornar as coisas mais interessantes, as partículas não viajam em linhas retas através da galáxia mas seguem caminhos tortuosos que fornecem nenhuma pista de seu ponto de partida.
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Os raios cósmicos são pensado para originar em ninhos de estrelas massivas chamadas associações OB, como este na Nebulosa da Tarântula na Grande Nuvem de Magalhães, uma galáxia satélite da Via Láctea. Mas como os cientistas descobrir isso? Créditos: NASA, ESA, & F. Paresce (INAF-IASF), R. O'Connell (U. Virginia), e do TGV WFC3 Ciência Comitê de Supervisão
Nomeando os animais
Dadas as dificuldades, talvez não seja de estranhar que tenha levado quase 100 anos de trabalho de detetive para resolver parcialmente o mistério dos raios cósmicos. Mas os cientistas, agora em perseguição, acham que estão finalmente perto de uma solução completa.
Os raios cósmicos se tornou um objeto de curiosidade, na virada do século, quando o mundo científico foi agog com descobertas de diferentes tipos de radiação invisível, incluindo elétrons, raios X, e emanações de elementos radioativos.
Os cientistas que experimentam com as novas formas de radiação rapidamente descobriram que alguma radiação de alta energia foi capaz de chegar protegidos por detectores de protecção de chumbo. Onde é que esta radiação penetrante vem? A crença difundida de que foi emitida pelo material radioativo na crosta da Terra.
| Esse ponto de vista foi anulada pelo cientista austríaco Victor Hess, que demonstrou, durante 10 vôos de alta altitude do balão, que o mais alto foi, a uma radiação mais penetrante encontrado. A fonte, então, tinha que ser extraterrestre (cósmica) e não terrena. No início, a radiação foi pensado para ser raios gama (radiação de alta energia eletromagnética), razão pela qual foi nomeado cósmicos "raios". Mas a evidência acumulada que os raios foram afetadas pelo campo magnético da Terra, que sugeriu a radiação composta de partículas carregadas em vez disso. Dois gigantes da ciência, ambos laureados Nobel de Física, Robert Millikan e Arthur Holly Compton debatida a questão em comprimento, com Millikan defendendo a visão de que os raios cósmicos foram radiação e Compton (corretamente), argumentando que eles eram corpuscular. |
Universidade de Washington tem uma associação especial com Compton. Ele era presidente do departamento de física aqui 1920-23 e premiado com o Prêmio Nobel de Física em 1927 para trabalhar em dispersão de raios X que ele fez no porão da Eads Salão na universidade. Ele deixou a universidade em 1923, mas voltou aqui para servir como chanceler 1945-53.
Balões de alta altitude novamente veio para o resgate, mostrando que a primeira consistiu radiação de prótons (núcleos de hidrogênio) e, então, que havia despojado núcleos de elementos mais pesados entre os prótons.
Hoje sabemos que 90 por cento dos raios cósmicos são núcleos de hidrogênio (prótons), 9 por cento são núcleos de hélio, e 1 por cento restantes são os núcleos de elementos mais pesados.
Victor Hess na cesta de um de seus balões em cerca de 1911. A multidão de tietes ciência entusiastas é normalmente recortado de reproduções da foto.
Mais núcleos têm energias entre 108 e 1010 electrão-volts, com o número de partículas diminuindo acentuadamente a energias mais altas. Essas energias são altos o suficiente as partículas zip através da galáxia em dois terços da velocidade da luz ou mais rápido.
Desde 1962 um punhado de partículas com energias superiores a 1020 elétrons-volt também foram avistadas.Essas energias são muito mais elevados do que os dos raios cósmicos mais que os cientistas pensam que estas partículas extra-energtic deve ser alimentado por uma fonte extragaláctica, como buraco negro supermassivo no centro da galáxia próxima. Mas muito pouco se sabe sobre eles.
Segui-los para seu covil
Uma vez que cientistas compreenderam que os raios cósmicos foram, a pergunta seguinte foi: de onde eles vêm?
Há duas partes para essa pergunta, diz Martin Israel, PhD, professor de física da Universidade de Washington e co-investigador Super-TIGRE. A primeira é quando não toda a energia que vem?
"Nós sabemos mais ou menos a densidade de raios cósmicos da galáxia e, graças a 'relógio' núcleos entre os raios cósmicos, sabemos quanto tempo as partículas vagam pela galáxia, antes de vazar", diz Israel.
"Juntos, esses dois medições nos dizer o quanto de energia por unidade de tempo - a quantidade de energia - vai criar em raios cósmicos.
"Por isso, pedimos que na galáxia está gerando energia suficiente para acelerá-los, e quase certamente o único candidato é supernova explosionsthat marca as mortes violentas de estrelas de grande massa.
"Nós sabemos o quanto de energia é liberada neste tipo de explosão de supernova e mais ou menos como as explosões são frequentes", diz Israel. "E acontece que algo como 10 por cento da energia que é liberada em explosões de supernovas provavelmente vai acelerar os raios cósmicos".
A segunda parte da pergunta é:
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