कॉस्मिक किरणें: ब्रह्मांड में सबसे तेज़ यात्री

ब्रह्मांडीय किरणें बाहरी अंतरिक्ष से किसी प्रकार के विज्ञान-गल्प खतरे की तरह ध्वनि करती हैं। यह पता चला है, कि उच्च-पर्याप्त मात्रा में, वे हैं। दूसरी ओर, ब्रह्मांडीय किरणें हर दिन हमारे पास से गुजरती हैं बिना कुछ किए (यदि कोई नुकसान हो)। तो, ब्रह्मांडीय ऊर्जा के ये रहस्यमयी टुकड़े क्या हैं?

शब्द "कॉस्मिक रे" उच्च गति वाले कणों को संदर्भित करता है जो ब्रह्मांड की यात्रा करते हैं। वे हर जगह हैं। संभावनाएं बहुत अच्छी हैं कि ब्रह्मांडीय किरणें किसी न किसी समय किसी के शरीर से होकर गुज़री हैं, खासकर यदि वे उच्च ऊंचाई पर रहते हैं या एक हवाई जहाज में उड़ान भर चुके हैं। पृथ्वी इन सभी किरणों से सबसे अधिक ऊर्जावान है, लेकिन वे वास्तव में हमारे रोजमर्रा के जीवन के लिए हमारे लिए खतरा नहीं हैं।

ब्रह्मांडीय किरणें ब्रह्मांड में कहीं और वस्तुओं और घटनाओं के लिए आकर्षक सुराग प्रदान करती हैं, जैसे कि बड़े पैमाने पर सितारों की मौतें (जिन्हें कहा जाता है सुपरनोवा विस्फोट) और सूर्य पर गतिविधि, इसलिए खगोलविदों ने उच्च ऊंचाई वाले गुब्बारे और अंतरिक्ष-आधारित उपकरणों का उपयोग करके उनका अध्ययन किया। यह शोध ब्रह्मांड में सितारों और आकाशगंगाओं की उत्पत्ति और विकास में रोमांचक नई अंतर्दृष्टि प्रदान कर रहा है।

कॉस्मिक किरणें अत्यधिक उच्च ऊर्जा वाले चार्ज किए गए कण (आमतौर पर प्रोटॉन) होते हैं जो लगभग में चलते हैं प्रकाश कि गति. कुछ सूर्य से (सौर ऊर्जावान कणों के रूप में) आते हैं, जबकि अन्य को सुपरनोवा विस्फोटों और अन्य ऊर्जावान घटनाओं से इंटरस्टेलर (और इंटरगलेक्टिक) अंतरिक्ष में निकाला जाता है। जब ब्रह्मांडीय किरणें पृथ्वी के वायुमंडल से टकराती हैं, तो वे "सेकेंडरी पार्टिकल्स" कहे जाने वाले शो का निर्माण करती हैं।

कॉस्मिक किरणों का अस्तित्व एक सदी से भी अधिक समय से जाना जाता है। वे पहली बार भौतिक विज्ञानी विक्टर हेस द्वारा पाए गए थे। उन्होंने परमाणुओं के आयनीकरण दर को मापने के लिए 1912 में मौसम के गुब्बारे में उच्च सटीकता वाले इलेक्ट्रोमेटर्स लॉन्च किए (यानी कितनी जल्दी और कितनी बार परमाणु सक्रिय होते हैं) पृथ्वी के वायुमंडल की ऊपरी परतें. उन्होंने जो खोज की, वह यह था कि आयनीकरण दर वायुमंडल में जितनी अधिक हो उतनी अधिक थी - एक खोज जिसके लिए उन्होंने बाद में नोबेल पुरस्कार जीता।

इसने पारंपरिक ज्ञान के सामने उड़ान भरी। इसकी व्याख्या करने की उनकी पहली वृत्ति यह थी कि कुछ सौर घटनाएँ इस प्रभाव को पैदा कर रही थीं। हालांकि, एक निकट सूर्यग्रहण के दौरान अपने प्रयोगों को दोहराने के बाद, उन्होंने उसी परिणाम को प्राप्त किया, प्रभावी रूप से किसी भी सौर उत्पत्ति के लिए शासन कर रहे थे, इसलिए, उन्होंने निष्कर्ष निकाला गया कि वायुमंडल में कुछ आंतरिक विद्युत क्षेत्र होना चाहिए, जो मनाया हुआ आयनीकरण बना सकता है, हालांकि वह यह नहीं घटा सकता है कि क्षेत्र का स्रोत क्या है होने वाला।

यह एक दशक से भी अधिक समय बाद था जब भौतिक विज्ञानी रॉबर्ट मिलिकन यह साबित करने में सक्षम थे कि हेस द्वारा देखे गए वातावरण में विद्युत क्षेत्र फोटान और इलेक्ट्रॉनों का प्रवाह था। उन्होंने इस घटना को "कॉस्मिक किरणें" कहा और वे हमारे वायुमंडल में प्रवाहित हुईं। उन्होंने यह भी निर्धारित किया कि ये कण पृथ्वी या पृथ्वी के निकट के वातावरण से नहीं थे, बल्कि गहरे अंतरिक्ष से आए थे। अगली चुनौती यह पता लगाने की थी कि कौन सी प्रक्रियाएं या वस्तुएं उन्हें बना सकती हैं।

उस समय से, वैज्ञानिकों ने वायुमंडल से ऊपर जाने और इन उच्च गति वाले कणों के अधिक नमूने के लिए उच्च-उड़ान वाले गुब्बारे का उपयोग करना जारी रखा है। दक्षिणी ध्रुव पर अंटार्टिका के ऊपर का क्षेत्र एक पसंदीदा लॉन्चिंग स्पॉट है, और कई मिशनों ने कॉस्मिक किरणों के बारे में अधिक जानकारी एकत्र की है। वहां, राष्ट्रीय विज्ञान गुब्बारा सुविधा प्रत्येक वर्ष कई उपकरण-युक्त उड़ानों का घर है। "कॉस्मिक किरण काउंटर" वे ब्रह्मांडीय किरणों की ऊर्जा, और साथ ही उनकी दिशाओं और तीव्रता को मापते हैं।

अंतरराष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशनइसमें ऐसे उपकरण भी शामिल हैं जो कॉस्मिक किरणों के गुणों का अध्ययन करते हैं, जिसमें कॉस्मिक रे एनर्जेटिक्स और मास (क्रैम) प्रयोग शामिल हैं। 2017 में स्थापित, इन तेज़ गति वाले कणों पर जितना संभव हो उतना डेटा एकत्र करने के लिए तीन साल का मिशन है। क्रैम वास्तव में एक गुब्बारा प्रयोग के रूप में शुरू हुआ, और यह 2004 और 2016 के बीच सात बार उड़ान भरी।

क्योंकि कॉस्मिक किरणें आवेशित कणों से बनी होती हैं इसलिए उनके पथ को किसी भी चुंबकीय क्षेत्र द्वारा परिवर्तित किया जा सकता है जिसके संपर्क में आता है। स्वाभाविक रूप से, सितारों और ग्रहों जैसी वस्तुओं में चुंबकीय क्षेत्र होते हैं, लेकिन इंटरस्टेलर चुंबकीय क्षेत्र भी मौजूद होते हैं। यह भविष्यवाणी करता है कि चुंबकीय क्षेत्र कहाँ (और कैसे मजबूत) बेहद कठिन हैं। और चूंकि ये चुंबकीय क्षेत्र पूरे अंतरिक्ष में बने रहते हैं, इसलिए वे हर दिशा में दिखाई देते हैं। इसलिए यह आश्चर्य की बात नहीं है कि पृथ्वी पर हमारे सहूलियत बिंदु से यह प्रतीत होता है कि ब्रह्मांडीय किरणें अंतरिक्ष में किसी एक बिंदु से नहीं आती हैं।

ब्रह्मांडीय किरणों के स्रोत का निर्धारण कई वर्षों तक कठिन साबित हुआ। हालांकि, कुछ धारणाएं हैं जिन्हें ग्रहण किया जा सकता है। सबसे पहले, ब्रह्मांडीय किरणों की प्रकृति के रूप में अत्यधिक उच्च ऊर्जा आवेशित कणों का अर्थ है कि वे शक्तिशाली गतिविधियों द्वारा उत्पन्न होते हैं। इसलिए ब्लैक होल के चारों ओर सुपरनोवा या क्षेत्रों की घटनाओं की संभावना उम्मीदवारों को लग रही थी। सूरज अत्यधिक ऊर्जावान कणों के रूप में कॉस्मिक किरणों के समान कुछ उत्सर्जित करता है।

1949 में भौतिक विज्ञानी एनरिको फर्मी ने सुझाव दिया कि कॉस्मिक किरणों को केवल अंतर-तारकीय गैस बादलों में चुंबकीय क्षेत्रों द्वारा त्वरित किया गया। और, चूंकि आपको उच्चतम-ऊर्जा ब्रह्मांडीय किरणों को बनाने के लिए एक बड़े क्षेत्र की आवश्यकता है, वैज्ञानिकों ने संभावित स्रोत के रूप में सुपरनोवा अवशेष (और अंतरिक्ष में अन्य बड़ी वस्तुओं) को देखना शुरू कर दिया।

जून 2008 में नासा ने ए गामा-रे दूरबीन के रूप में जाना जाता है फर्मी - एनरिको फर्मी के लिए नामित। जबकि फर्मी एक गामा-किरण दूरबीन है, इसके मुख्य विज्ञान लक्ष्यों में से एक ब्रह्मांडीय किरणों की उत्पत्ति का निर्धारण करना था। गुब्बारे और अंतरिक्ष-आधारित उपकरणों द्वारा कॉस्मिक किरणों के अन्य अध्ययनों के साथ युग्मित, खगोलविद अब सुपरनोवा अवशेषों को देखते हैं, और सबसे अधिक ऊर्जावान कॉस्मिक किरणों के लिए स्रोतों के रूप में सुपरमैसिव ब्लैक होल जैसी विदेशी वस्तुएं यहां पर पाई गईं पृथ्वी।

• ब्रह्मांड के चारों ओर से ब्रह्मांडीय किरणें आती हैं और सुपरनोवा विस्फोट जैसी घटनाओं से उत्पन्न हो सकती हैं।
• उच्च गति के कण अन्य ऊर्जावान घटनाओं जैसे क्वासर गतिविधियों में भी उत्पन्न होते हैं।
• सूर्य भी रूप या सौर ऊर्जावान कणों में ब्रह्मांडीय किरणों को भेजता है।
• पृथ्वी पर विभिन्न तरीकों से कॉस्मिक किरणों का पता लगाया जा सकता है। कुछ संग्रहालयों में ब्रह्मांडीय किरण डिटेक्टर हैं जैसा कि प्रदर्शित करता है।

• "कॉस्मिक किरणें एक्सपोज़र।" रेडियोधर्मिता: आयोडीन 131, www.radioactivity.eu.com/site/pages/Dose_Cosmic.htm
• नासा, नासा, कल्पना .gsfc.nasa.gov/science/toolbox/cosmic_rays1.html।
• आरएसएस, www.ep.ph.bham.ac.uk/general/outreach/SparkChamber/text2h.html।

द्वारा संपादित और अद्यतन कैरोलिन कोलिन्स पीटरसन.