Planujesz podróż na Marsa? Dużo ekranowania. Według czujników na statku kosmicznym ACA (Advanced Composition Explorer) NASA, galaktyczne promienie kosmiczne właśnie osiągnęły szczyt w kosmosie.
„W 2009 r. Intensywność promieniowania kosmicznego wzrosła o 19% ponad wszystko, co widzieliśmy w ciągu ostatnich 50 lat”, mówi Richard Mewaldt z Caltech. „Wzrost ten jest znaczny i może oznaczać, że musimy przemyśleć, ile astronautów osłaniających przed promieniowaniem zabiera ze sobą na misje w kosmosie”.
Przyczyną gwałtownego wzrostu jest minimum słoneczne, głęboka przerwa w aktywności słonecznej, która rozpoczęła się około 2007 roku i trwa do dziś. Naukowcy od dawna wiedzą, że promienie kosmiczne wznoszą się, gdy spada aktywność Słońca. W tej chwili aktywność słoneczna jest tak słaba jak we współczesnych czasach, przygotowując grunt pod coś, co Mewaldt nazywa „doskonałą burzą promieni kosmicznych”.
„Doświadczamy najgłębszego minimum słonecznego od prawie wieku”, mówi Dean Pesnell z Goddard Space Flight Center, „więc nie jest zaskoczeniem, że promienie kosmiczne osiągnęły rekordowy poziom w Erze Kosmicznej”.
Galaktyczne promienie kosmiczne pochodzą spoza Układu Słonecznego. Są to cząstki subatomowe - głównie protony, ale także niektóre ciężkie jądra - przyspieszone do prawie lekkiej prędkości przez odległe wybuchy supernowych. Promienie kosmiczne powodują „ulewy powietrzne” cząstek wtórnych, gdy uderzą w ziemską atmosferę. Stanowią zagrożenie dla zdrowia astronautów. A pojedynczy promień kosmiczny może wyłączyć satelitę, jeśli trafi na nieszczęsny układ scalony.
Pole magnetyczne Słońca jest naszą pierwszą linią obrony przed tymi wysoko naładowanymi, energetycznymi cząsteczkami. Cały układ słoneczny, od Merkurego do Plutona i dalej, otoczony jest bańką magnetyzmu słonecznego zwaną „heliosferą”. Wywodzi się z wewnętrznego dynama magnetycznego Słońca i jest napompowany do gigantycznych rozmiarów przez wiatr słoneczny. Kiedy promień kosmiczny próbuje dostać się do Układu Słonecznego, musi walczyć przez zewnętrzne warstwy heliosfery; a jeśli dostanie się do środka, czeka gąszcz pól magnetycznych czekających na rozproszenie i odchylenie intruza.
„W czasach niskiej aktywności słonecznej ta naturalna osłona jest osłabiona, a więcej promieni kosmicznych jest w stanie dotrzeć do wewnętrznego układu słonecznego”, wyjaśnia Pesnell.
Mewaldt wymienia trzy aspekty obecnego minimum słonecznego, które łączą się, aby stworzyć idealną burzę:
(1) Pole magnetyczne Słońca jest słabe. „Nastąpił gwałtowny spadek międzyplanetarnego pola magnetycznego Słońca (IMF) do zaledwie 4 nanoTesli (nT) z typowych wartości od 6 do 8 nT”, mówi. „Ten rekordowo niski MFW niewątpliwie przyczynia się do rekordowo wysokich strumieni promieniowania kosmicznego”.
(2) Wiatr słoneczny trzeszczy. „Pomiary wykonywane przez statek kosmiczny Ulysses pokazują, że ciśnienie wiatru słonecznego jest na 50-letnim niskim poziomie” - kontynuuje - „więc bąbel magnetyczny, który chroni układ słoneczny, nie jest tak pompowany jak zwykle”. Mniejszy bąbelek daje promieniom kosmicznym krótszy strzał do Układu Słonecznego. Gdy promień kosmiczny dostanie się do układu słonecznego, musi „płynąć pod prąd” pod wiatr słoneczny. Prędkości wiatru słonecznego spadły do bardzo niskich poziomów w 2008 i 2009 r., Dzięki czemu promień kosmiczny jest łatwiejszy niż zwykle.
(3) Aktualny arkusz spłaszcza się. Wyobraź sobie, że słońce ma na sobie spódnicę baletnicy tak szeroką jak cały układ słoneczny, a prąd elektryczny płynie wzdłuż falujących fałd. Jest to „arkusz prądu heliosferycznego”, rozległa strefa przejściowa, w której biegunowość pola magnetycznego Słońca zmienia się z plus (północ) na minus (południe). Bieżący arkusz jest ważny, ponieważ promienie kosmiczne zwykle kierują się jego fałdami. Ostatnio obecny arkusz spłaszcza się, umożliwiając promieniom kosmicznym bardziej bezpośredni dostęp do wewnętrznego układu słonecznego.
„Jeśli spłaszczenie będzie kontynuowane tak, jak miało to miejsce w poprzednich minimach Słońca, możemy zobaczyć, że strumienie promieniowania kosmicznego skaczą aż do 30% powyżej poprzednich szczytów Ery Kosmicznej”, przewiduje Mewaldt.
Ziemia nie jest narażona na wielkie niebezpieczeństwo związane z dodatkowymi promieniami kosmicznymi. Atmosfera planety i pole magnetyczne łączą się, tworząc potężną tarczę przed promieniowaniem kosmicznym, chroniąc ludzi na powierzchni. Rzeczywiście, zwietrzeliśmy burze znacznie gorzej niż to. Setki lat temu strumienie promieniowania kosmicznego były co najmniej o 200% wyższe niż obecnie. Naukowcy wiedzą o tym, ponieważ gdy promienie kosmiczne uderzają w atmosferę, wytwarzają izotop berylu-10, który jest zachowany w lodzie polarnym. Badając rdzenie lodowe, można oszacować strumienie promieni kosmicznych sprzed ponad tysiąca lat. Nawet przy ostatnim przypływie promieniowanie kosmiczne jest dziś znacznie słabsze niż w ostatnim tysiącleciu.
„Era kosmiczna do tej pory przeżywała okres stosunkowo niskiej aktywności promieniowania kosmicznego”, mówi Mewaldt. „Być może teraz wracamy do poziomów typowych dla minionych stuleci”.
Statek kosmiczny NASA będzie nadal monitorował sytuację w miarę rozwoju minimum słonecznego. Sprawdzaj aktualizacje.
