קרינה קוסמית היא שטף של חלקיקים מסוגים שונים: אלקטרונים, פרוטונים, קרינת גמא, קרינת בטא, קרינת אלפא וגרעיני אטומים אחרים. קרניים קוסמיות נובעות משלל תהליכים בחלל ועל כן הם בעלות סוגי חלקיקים שונים. בתהליכים שמתרחשים בשמש, רוב הקרינה מורכבת מפרוטונים. הקרניים הקוסמיות מגיעות אלינו גם מתהליכים ביקום.
אין לבלבל בין קרניים קוסמיות לקרינת הרקע הקוסמית, שהינה שטף של פוטונים, שמהווה מעין שריד למפץ הגדול. הקרניים הקוסמיות מספקות לנו למעשה דגימה ישירה (ולא עקיפה) של החומר המצוי מחוץ למערכת השמש שלנו. קרניים קוסמיות הפוגעות באטמוספירה של כדור הארץ. כידוע, האטמוספירה שלנו מורכבת בעיקרה ממולקולות של חמצן וחנקן, הקרינה הקוסמית בהגיעה לאטמוספירה נמצאת באינטראקציה עם המולקולות שבאטמוספירה ובעקבות כך נוצרים חלקיקים קלים יותר.
כאמור, קרינה קוסמית שמגיעה אלינו מהחלל החיצון הינה אוסף רב של חלקיקים שמגיעים למערכת השמש שלנו ממרחבי הגלקסיה. חלקיקים אלו נעים במהירויות יחסותיות המתקרבות למהירות C והן בעלות אנרגיה גבוהה מאוד. המעניין הוא שלמעשה דיי קשה לאתר את מקורות החלקיקים הללו. שטף החלקיקים מושפע מהשדות המגנטיים של הגלקסיה ובכלל זה של השמש וכדור הארץ. על כן, מסלולם הוטה ואיננו יכולים לומר בוודאות מהיכן בדיוק שטף הקרינה מגיע. (ישנן דרכים עקיפות לזהות את מקור הקרינה על ידי חקירת הרכב הקרינה אך לא נרחיב על כך כאן).
זרם של חלקיקים בעלי אנרגיה שבתחום של עד x1015 eV 1 אין בהם בכדי להשתחרר מהשדה המגנטי של הגלקסיה שלנו. ולכן אנו מסיקים שהמקור של זרם חלקיקים זה הינו מהגלקסיה שלנו ולא מגלקסיה אחרת. בתחום אנרגיה שכזו אנו יכולים להניח שמדובר במקורות מחוץ למערכת השמש (אבל בגלקסיה שלנו) כמו סופרנובות וכוכבי ניוטרונים. עבור זרם של חלקיקים של בין 1x0115 eV 3 x1018 eV בהחלט יתכן שמדובר בקרינה שהינה מחוץ לגלקסיה שלנו (צבירי גלקסיות, התפרצויות גמא וכד').
קרניים קוסמיות שמגיעות אלינו מהשמש מורכבת משטף חלקיקים שהינו פחות אנרגטי מזה שמגיעה אלינו מחוץ למערכת השמש. זרם החלקיקים המגיעים מהשמש הינו ברובו פרוטונים וגרעיני הליום. זרם החלקיקים שנפלט מהשמש הינו בטווח של 10-100 eV. שטף החלקיקים מהשמש עולה בזמן שמתרחשות התפרצויות שמש. אלו הן התפרצויות ענקיות שמתרחשות באטמוספירה של השמש שבעקבותן משתחררת אנרגיה עצומה בצורה של חלקיקים טעונים, קרינת רנטגן, גמא ואף קרינה אולטרא-סגולה.
מאת: חיים ברק
המחלקה לפיזיקה של חלקיקים ואסטרופיזיקה
מכון ויצמן למדע
הערה לגולשים
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בפורום. אנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה תמיד מתקבלות בברכה.
