Oletko koskaan lyönyt korkean energian hiukkasia ylhäältä? Varmasti, koska se tapahtuu koko ajan. Mutta tilanne kosmisten säteiden kanssa on huonompi. Kosmiset säteet pommittavat maata … ne ovat kaikki huonoja ja vain pahenevat. Tämä on johtopäätös äskettäin julkaistussa artikkelissa tutkimuslehdessä Space Weather, joka osoittaa, että avaruudesta tuleva säteily on vaarallista ja vahvistaa nopeammin kuin aiemmin ajateltiin.
Tarina alkaa neljä vuotta sitten, kun Schwadron ja hänen kollegansa herättivät ensimmäisen kerran hälytyksen kosmisten säteiden yli. Analysoimalla CRATER-avaruuskaukoputken tietoja, joiden päätarkoituksena on arvioida kosmisten säteiden ja auringonsäteilyn haitallisia vaikutuksia biologisiin kohteisiin, jotka sijaitsevat LRO: lla - NASA: n automaattinen planeettojenvälinen asema, keinotekoinen kuumasatelliitti, he havaitsivat, että Maa-Kuu-järjestelmän kosmiset säteet saavuttavat tason ei koskaan ennen nähty avaruuskaudella. Heidän mielestään säteilytilanteen huonontuminen on nyt potentiaalinen vaara astronautteille, mikä rajoittaa heidän avaruudessa viettämäänsä aikaa.
Nämä numerot, alkuperäisen vuoden 2014 artikkelinsa perusteella, osoittavat päivien lukumäärän, jonka 30-vuotias uros-astronautti lentää 10 g / cm2 alumiinisuojatulla avaruusaluksella, joka kestää NASA: n ohjeiden asettamat säteilyrajat:
Maa-Kuu-järjestelmän kosmiset säteet ovat saavuttaneet tason, jota ei koskaan ennen ole nähty avaruuskaudella, ja trendi on vain paheneva.
1990-luvulla astronautti voi viettää 1000 päivää planeettavälisessä tilassa. Vuonna 2014… vain 700 päivää. "Nämä ovat valtavia muutoksia", Schwadron sanoo.
Galaktiset kosmiset säteet tulevat aurinkokunnan ulkopuolelta. Ne ovat sekoitus korkeaenergisesti varautuneita hiukkasia ja subatomisia hiukkasia, jotka kiihtyvät kohti Maata supernoova-räjähdyksillä ja muilla avaruuden räjähdystapahtumilla. Ensimmäinen puolustuslinjamme on aurinko: auringon magneettikenttä ja aurinko tuuli yhdistävät huokoisen "suojan", joka heijastaa kosmisia säteitä, jotka yrittävät tunkeutua aurinkokuntaan. Auringon puolustuskyky on voimakkainta auringon maksimin aikana ja heikointa auringon minimin aikana - tästä seuraa kaavio, joka liittyy 11 vuoden jaksoon (yllä).
Ongelmana on, että kuten kirjoittajat huomauttavat uudessa artikkelissaan, kilpi heikkenee:”Auringon tuuli on viimeisen vuosikymmenen aikana osoittanut alhaista tiheyttä ja myös magneettikentän voimakkuus on heikentymässä, mikä on outoja poikkeavuuksia, joita ei koskaan ole havaittu avaruuskaudella. Tämän yllättävän heikon aurinkoaktiivisuuden seurauksena näimme myös korkeimmat kosmisten säteiden vuot."
Mainosvideo:
Vuonna 2014 Schwadron ja hänen kollegansa käyttivät johtavaa aurinkoaktiivisuusmallia ennustaakseen, kuinka huonot kosmiset säteet käyttäytyisivät seuraavan aurinkoenergian minimin aikana, jonka odotetaan olevan vuosina 2019-2020. "Aikaisemmassa työssämme annosnopeutta nostettiin 20% auringon minimistä toiseen", Schwadron sanoo. "Itse asiassa näemme nyt, että CRATERin todetut todelliset säteilyannokset viimeisen 4 vuoden aikana ovat 10% suuremmat kuin ennustettiin, mikä osoittaa, että säteilytilanne huononee jopa odotettua nopeammin." Tässä kaaviossa kirkkaan vihreät datapisteet osoittavat viimeisimmät ylitykset:
Mutta jopa maan päällä tämä heikkeneminen tuntuu
Spaceweather.com ja Earth to Sky Calculus ovat lähettäneet avaruusilmapalloja stratosfääriin melkein joka viikko vuodesta 2015 lähtien. Näissä ilmapalloissa olevat anturit osoittavat planeetan ilmakehään tulevan säteilyn (röntgen- ja gammasäteiden) lisääntyneen 13%:
Näiden ilmapallojen havaitsemat röntgen- ja gammasäteet ovat "sekundaarisia kosmisia säteitä", jotka on luotu primaaristen kosmisten säteiden romahtaessa maan ylemmässä ilmakehässä. Anturien energia-alue on 10 - 20 MeV, samanlainen kuin lääketieteellisten röntgenlaitteiden ja lentokentän turvaskannereiden.
Kuinka tämä vaikuttaa meihin?
Kosmiset säteet kärsivät kaupallisia lentoyhtiöitä annostelemalla matkustajia ja lentohenkilöstöä niin kovasti, että kansainvälinen säteilysuojelukomissio luokittelee lentäjät työpaikalla altistuviksi työntekijöiksi. Jotkut tutkimukset osoittavat, että kosmiset säteet voivat siementtää pilviä ja aiheuttaa salaman, ja voivat vaikuttaa säähän ja ilmastoon. Lisäksi on olemassa tutkimuksia, jotka yhdistävät kosmiset säteet väestön terveyteen.
Tämä kaavio näyttää säteilymittaukset paitsi stratosfäärissä, myös ilmailun korkeudella. Näytetään suhteessa merenpintaan. Esimerkiksi, näemme, että lentokoneella, joka lentää 25 000 jalan korkeudessa, matkustajat saavat annoksia, jotka ovat 10 kertaa korkeammat kuin merenpinta. 40 000 metrin kohdalla annos lähestyy 50x. Spaceweatherin kautta.
Miksi kosmisten säteiden voima kasvaa?
Pääsyy on aurinko. Coronal mass ejection (CME) pyyhkäisevät pois kosmiset säteet, kun ne kulkevat Maan läpi. Auringon maksimin aikana CME: itä on runsaasti ja tämä vaikuttaa kosmisiin säteisiin. Nyt aurinkosykli lähestyy kuitenkin minimiarvoa, jolloin kosmiset säteet voivat hyökätä Maahan täydellä voimalla. Toinen tärkeä syy on maan magneettikentän heikentyminen, joka suojaa meitä kosmiselta säteilyltä.
Yksi asia on selvä: kosmiset säteet vain kiristyvät ja voimistuvat vielä enemmän tulevina vuosina, kun aurinko syöksyy siihen, mikä voi olla syvin aurinko-minimi yli vuosisadan.