Czy kiedykolwiek zostałeś uderzony przez wysokoenergetyczne cząstki z góry? Na pewno, skoro to się dzieje cały czas. Ale sytuacja z promieniami kosmicznymi się pogarsza. Promienie kosmiczne bombardujące Ziemię … wszystkie są złe i tylko się pogarszają. Taki jest wniosek z niedawno opublikowanego artykułu w czasopiśmie naukowym Space Weather, który pokazuje, że promieniowanie z kosmosu jest niebezpieczne i nasila się szybciej niż wcześniej sądzono.
Historia zaczyna się cztery lata temu, kiedy Schwadron i jego koledzy po raz pierwszy zaalarmowali promieniowanie kosmiczne. Analizując dane z teleskopu kosmicznego CRATER - którego głównym celem jest ocena szkodliwego wpływu promieni kosmicznych i promieniowania słonecznego na obiekty biologiczne, znajdujące się na pokładzie LRO - automatycznej stacji międzyplanetarnej NASA, sztucznego satelity księżyca, odkryli, że promienie kosmiczne w układzie Ziemia-Księżyc osiągają poziom nigdy wcześniej nie widziano w erze kosmicznej. Ich zdaniem pogorszenie sytuacji radiacyjnej stanowi teraz potencjalne zagrożenie dla astronautów, ograniczając ich czas spędzony w kosmosie.
Te liczby, z ich oryginalnego artykułu z 2014 roku, pokazują liczbę dni, przez które 30-letni astronauta latający w statku kosmicznym z osłoną aluminiową 10 g / cm2 może wytrzymać limity promieniowania określone przez wytyczne NASA:
Promienie kosmiczne w układzie Ziemia-Księżyc osiągnęły poziomy nigdy wcześniej nie widziane w erze kosmosu, a trend tylko się pogarsza.
W latach 90. astronauta mógł spędzić 1000 dni w przestrzeni międzyplanetarnej. W 2014… tylko 700 dni. „To są ogromne zmiany” - mówi Schwadron.
Galaktyczne promienie kosmiczne pochodzą spoza Układu Słonecznego. Są mieszaniną wysokoenergetycznych cząstek naładowanych i cząstek subatomowych przyspieszonych w kierunku Ziemi przez wybuchy supernowych i inne zdarzenia wybuchowe w kosmosie. Naszą pierwszą linią obrony jest Słońce: słoneczne pole magnetyczne i wiatr słoneczny tworzą porowatą „tarczę”, która odbija promienie kosmiczne próbujące przeniknąć do Układu Słonecznego. Defensywność Słońca jest najsilniejsza podczas maksimum słonecznego, a najsłabsza podczas minimum słonecznego - stąd wykres związany z cyklem 11-letnim (powyżej).
Problem w tym, że jak zauważają autorzy w swoim nowym artykule, tarcza słabnie: „W ciągu ostatniej dekady wiatr słoneczny wykazywał małą gęstość, a siła pola magnetycznego również słabnie, co jest dziwnymi anomaliami, których nigdy nie obserwowano w erze kosmicznej. W wyniku tej zaskakująco słabej aktywności słonecznej zaobserwowaliśmy również najwyższe strumienie promieni kosmicznych."
Film promocyjny:
W 2014 roku Schwadron i współpracownicy wykorzystali wiodący model aktywności słonecznej, aby przewidzieć, jak złe promienie kosmiczne będą się zachowywać podczas następnego minimum słonecznego, które jest spodziewane w latach 2019-2020. „Nasza poprzednia praca polegała na zwiększeniu mocy dawki o 20% z jednego minimum słonecznego do następnego” - mówi Schwadron. „W rzeczywistości widzimy teraz, że rzeczywiste dawki promieniowania obserwowane przez CRATER w ciągu ostatnich 4 lat są o 10% wyższe niż prognozowano, co wskazuje, że sytuacja radiacyjna pogarsza się nawet szybciej niż oczekiwaliśmy”. Na tym wykresie jasnozielone punkty danych pokazują najnowsze przekroczenia:
Ale nawet na Ziemi odczuwa się to pogorszenie
Spaceweather.com i Earth to Sky Calculus wystrzeliwują w stratosferę balony meteorologiczne prawie co tydzień od 2015 roku. Czujniki na pokładzie tych balonów pokazują 13% wzrost promieniowania (promieni rentgenowskich i gamma) wchodzących do atmosfery naszej planety:
Promienie rentgenowskie i gamma wykrywane przez te balony to „wtórne promienie kosmiczne” powstałe w wyniku załamania się pierwotnych promieni kosmicznych w górnych warstwach atmosfery Ziemi. Zakres energii czujników wynosi od 10 keV do 20 MeV, podobnie jak w przypadku medycznych aparatów rentgenowskich i skanerów bezpieczeństwa na lotniskach.
Jak to na nas wpływa?
Promienie kosmiczne uderzają w komercyjne linie lotnicze, dozując pasażerów i załogi lotnicze tak mocno, że piloci są klasyfikowani przez Międzynarodową Komisję ds. Ochrony Radiologicznej jako pracownicy narażeni na ryzyko zawodowe. Niektóre badania pokazują, że promienie kosmiczne mogą zasiać chmury i powodować błyskawice oraz potencjalnie wpływać na pogodę i klimat. Ponadto istnieją badania łączące promienie kosmiczne ze zdrowiem w populacji ogólnej.
Ten wykres przedstawia pomiary promieniowania nie tylko w stratosferze, ale także na wysokościach lotniczych. Pokazane w odniesieniu do poziomu morza. Na przykład widzimy, że w samolocie lecącym na wysokości 25 000 stóp pasażerowie otrzymują dawki 10 razy wyższe niż poziom morza. Na wysokości 40000 stóp dawka zbliża się do 50x. Via Spaceweather.
Dlaczego zwiększa się moc promieni kosmicznych?
Głównym powodem jest Słońce. Koronalne wyrzuty masy (CME) usuwają promienie kosmiczne przechodzące przez Ziemię. Podczas maksimum słonecznego CME są obfite, co wpływa na promienie kosmiczne. Teraz jednak cykl słoneczny zbliża się do minimum, umożliwiając promieniom kosmicznym atakowanie Ziemi z pełną siłą. Innym ważnym powodem jest osłabienie pola magnetycznego Ziemi, które chroni nas przed promieniowaniem kosmicznym.
Jedno jest jasne, promienie kosmiczne będą się nasilać i nasilać jeszcze bardziej w nadchodzących latach, gdy Słońce pogrąży się w najgłębszym minimum słonecznym od ponad wieku.
