銀河宇宙射線

銀河宇宙射線

銀河宇宙射線(Galactic Cosmic Rays,GCR)指來自太陽系以外的銀河系的高能粒子,極大部分是質子(約占87%)a-粒子(約占12%),通過核反應按月球物質所阻止,並產生次級的高能粒子(100MeV以上)和次級中子(100MeV以下),進一步引起高能核區應和低能核反應。這些核反應引起靶元素散裂,產生各種稀有氣體核和放射性核類。

2009年,英國科學家研究表明,銀河宇宙射線影響英國雲杉的生長速度,銀河宇宙射線越強,英國雲杉生長越快。

基本介紹

  • 中文名:銀河宇宙射線
  • 外文名:Galactic Cosmic Rays,GCR
  • 類型:高能粒子
  • 影響:影響英國雲杉的生長速度
  • 能譜:10^6~10^22eV
  • 中國觀察站:羊八井宇宙射線觀測站
形成,研究,影響,運行,

形成

銀河宇宙射線是由能量極高,而通量很低的帶電粒子組成,在整個行星際空間只具有小的各向異性。對於能量大於5GeV的質子,各向異性為0.4%,對於10MeV 的質子則小於0.1%,它們的行星際空間中傳播時,受到行星際磁場的影響,它們的時間特性明顯受到太陽活動的控制。特別是銀河宇宙射線中的低能粒子,受太陽活動的影響最大。
初級銀河宇射線能譜覆蓋了從106~1022eV的能量範圍。質子、α粒子和重粒子的微分能譜大都是相似的。銀河宇宙射線的強度與太陽活動有關,通常小於1cm-2·s-1·sr-1,而且,隨著能量增加,強度減少,強度極大值在數百MeV到數千MeV之間,高於104MeV時,銀河宇宙射線強度已減少2個量級以上,但在太陽活動處於平靜時期,銀河宇宙射線能譜處於低端,強度有隨能量減少而增加的趨勢。銀河宇射線的強度隨時間變化受太陽11周期的調製,在太陽11年活動周期里,1GeV/u以上的銀河宇宙射線粒子流的能量會有1~2倍的變化,在太陽活動小年到達最高值。

研究

一隻重達兩噸的老虎,它的遊樂場會在那裡呢?影像中這隻掛在移動式吊車上的老虎(TIGER),全名為超鐵銀河元素記錄器(Trans-Iron Galactic Element Recorder),它所在的位置是南極洲的McMurdo工作站附近。帶著”老虎“進行超過31天飛行新記錄的氫氣球,位在影像的極右方,而背景是美麗的艾勒勃斯峰(Mt. Erebus),它也是世界上最南端的活火山。當氣球帶著兩噸的酬載,漂浮在將近3萬公尺的高空時,氣球壁薄如保潔膜的科學氣球完全漲張,所占的體積大約是180公尺乘160公尺,而伸展的高度大約和美國華府的華盛頓記念碑等高。 ”老虎“是設計來偵測神秘的銀河宇宙射線,它們是來自太陽系外面並以接近光速運動的高能原子核,而地球的大氣不停地受到這種粒子的撞擊。在進行原子序介於26(鐵)到40(鋯)的宇宙射線之首次精確測量後,TIGER團隊的研究人員希望能靠著這些數據,去分辨產生這些銀河宇宙射線的天文物理環境,以及,這些原子核是如何被加速到這么高的速度。

影響

BBC報導,Edinburgh大學的研究人員調查了過去半個世紀裡英國雲杉樹年輪的變化,發現在宇宙射線水平變強時樹木生長更快。
11年的太陽活動周期會影響銀河宇宙射線的變化,當太陽活動處於極小周期,太陽風趨於平靜,會有更多宇宙射線到達地球,原因是太陽風通常扮演著防止外部射線進入太陽系內部的角色。至於為何宇宙射線會促進樹木生長,研究人員推測可能是宇宙射線增加了雲量,散射了陽光,提高了樹木的光合作用效率。報告發表在《新植物學家》雜誌上。雖然宇宙射線對樹木生長的影響並不是很大,但從統計學上說卻是十分顯著的。宇宙射線強度比其它氣候因素,如溫度或降雨量的變化,與樹木生長速度的聯繫更加緊密。研究人員稱氣候變化對樹木生長的影響幾乎完全看不出來。研究人員承認需要展開進一步的研究去調查這種影響。

運行

通過對我國西藏羊八井宇宙射線觀測站近9年實驗數據的分析,中日科學家發現,在太陽系附近的宇宙射線“氣體”(電漿),和太陽系一樣圍繞著銀河系中心旋轉。

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