מתן סיוע ציבורי

מה היא קרינה קוסמית?

כאשר אנו מתבוננים בשמים, אנו שמים לב לאובייקטים בהירים: השמש, כוכבי הלכת, כוכבים, ערפיליות… כול מה שאנחנו רואים – זה אור, כלומר גלים אלקטרומגנטיים. באמצעות טלסקופים מיוחדים אנחנו יכולים לצפות גם בגלים אלקטרומגנטים אשר אינם נראים לעין בלתי מזוינת, למשל: קרינה אינפרא אדומה, אולטרא סגולה, גלי רדיו, קרני רנטגן. מתחילת המאה ה- 20 אנו יודעים כי כדור הארץ “מותקף” לא רק על ידי קרינה אלקטרומגנטית , אלא גם על ידי חלקיקים, בעלי מטען חשמלי (קרינה קורפוסקולרית): פרוטונים, יונים, אלקטרונים, שמגיעים אל השכבות העליונות של אטמוספרת כדור הארץ במהירות קרובה למהירות האור. השם המקובל לקרינה זו - הקרינה הקוסמית. קרינה זו נושא עימה מידע נוסף על התכונות של היקום אשר לא ניתן להשיג באמצעות הקרינה האלקטרומגנטית לבדה. הקרינה הקוסמית – היא כלי חזק לחקר היקום, ולא רק זאת. הקרינה הקוסמית משפיעה על כדור הארץ. מטרתנו היא לצפות ולעקוב אחרי הקרינה הקוסמית כדי להבין את מקורה, לבצע באמצעותה מעקב אחר פעילות השמש, ולחקור את השפעתה על הטכנולוגיה והחיים של בני האדם על פני כדור הארץ.

מה מקורה של הקרינה הקוסמית?

הקרינה הקוסמית מגיעה אלינו מאזורים ביקום בהם מתרחשים תהליכים אנרגטיים במיוחד: סופרנובות”, מרכזי גקסיות פעילות (הקרינה הקוסמית הגלקטית) והשמש (הקרינה הקוסמית השמשית) . הקרינה הקוסמית הגלקטית מגיעה אלינו בתהליך קבוע, אך עצמתה מושפעת על ידי השמש. לעומתה הקרינה הקוסמית השמשית איננה קבועה. החלקיקים שמואצים באטמוספרת השמש מגיעים אל כדור הארץ באופן בלתי סדיר, בדרך כלל בזמן שיא של הקרינה הקוסמית הגלקטית.

כיצד ניתן לעקוב אחר הקרינה הקוסמית?

הקרינה הקוסמית איננה פוגעת הישר בקרקע , אלא קודם לכן פוגעת באטומים של האטמוספרה העליונה של כדור הארץ. התנגשויות אלה יוצרות כמות עצומה של חלקיקים משניים: פרוטונים, אלקטרונים, ניטרונים, מיונים. הודות לכך שהמהירות המינימאלית של החלקיקים המקוריים היא בסביבות 200,000 km/s ( שני שליש ממהירות האור) - ניתן להבחין באמצעות גלאי חלקיקים קרקעיים אשר ממוקמים ליד הקטבים המגנטיים בכמות משמעותית של נוקליונים משיניים, מיונים וחלקיקים אחרים. השדה המגנטי של כדור הארץ מתפקד כמסנן עבור הקרינה הקוסמית, למרות שהשפעתו באזור הקטבים המגנטיים היא זניחה: ככל שהקרינה הקוסמית חודרת קרוב יותר לקו המשווה של כדה"א כך מהירותם של החלקיקים המקוריים חייבת להיות גדולה יותר בכדי לחצות את השדה המגנטי. שימוש בגלאי חלקיקים המצויים במקומות שונים של כדה"א מאפשר מדידה של קרינה בעלת מהירויות מינימאליות שונות. בעזרת מדידה זו נבנה הספקטרום האנרגטי של הקרינה הקוסמית.

מהו מוניטור ניטרונים?

במטרה להגדיל את מספר החלקיקים הנקלטים (כלומר להגדיל את רגישותם של גלאי החלקיקים) המונה של מוניטור הניטרונים נעטף בעופרת, אשר בה נוקליונים משניים ולפעמים מיונים יוצרים ניטרונים נוספים. קליטת הניטרונים האלה על ידי מוניטור הניטרונים מאפשרת לשחזר את שטף הקרינה הקוסמית באטמוספרה העליונה של כדה"א. גלאי ניטרונים נמצאים בשימוש מאז שנות ה-50. הם עדיין המכשירים העדכניים ביותר למדידת הקרינה הקוסמית השמשית וגם למדידת רכיב מתוך הקרינה הקוסמית הגלקטית (בעל אנרגיה נמוכה יחסית) אשר מגיע אלינו ממקומות שונים ברחבי היקום.

מה החשיבות שבחקר הקרינה הקוסמית?

הקרינה הקוסמית הינה מקור מדהים למידע על היקום המתרחב. אנו רוצים לגלות, מהן הנסיבות שיוצרות את הקרינה הזאת וכיצד חלקיקים טעונים מואצים עד לאנרגיות או מהירויות כה גבוהות.
מעקב אחר הקרינה הקוסמית מאפשר לעקוב אחר הפרעות בתווך הבין -כוכבי שעלולות לגרום נזק לכדה"א. שנים רבות של תצפיות הראו כי עצמת הקרינה הקוסמית הגלקטית מוסתת על ידי השדה המגנטי של ההליו-ספרה (אזור סביב השמש, הכולל בתוכו את כל המערכת השמש): כאשר על פני השמש ישנה כמות גדולה של כתמי השמש, כלומר השדה המגנטי של ההליו-ספרה חזק אז עצמת הקרינה הקוסמית הגלקטית יורדת באופן משמעותי . כאשר אין כתמי השמש - המגן חלש - אז לכדה"א מגיעה כמות גדולה של חלקיקים גלקטיים. תנודות מהירות של עצמת הקרינה הקוסמית נגרמות על ידי התפרצויות בשמש אשר בגללן בהליו-ספרה מופיעים אזורים בעלי שדה מגנטי חזק במיוחד.
מעבר לכך, לקרינה הקוסמית ישנה השפעה על כדור הארץ דרך האינטראקציה עם האטמוספרה שלו: היוצרות של חלקיקים אנרגטיים משניים בעקבות התנגשות באטומי האטמוספרה ותהליך יוניזציה של אטומי האטמוספרה. החלקיקים הטעונים והמהירים הם מקור לקרינה אלקטרומגנטית כמו קרני רנטגן. השפעה זאת היא כנראה אינה משמעותית לאובייקטים הנמצאים על פני הקרקע, אך צוותי מטוסים הם פחות מוגנים על ידי האטמוספרה וחייבים להיות מעודכנים לגבי המצב. מדידות באמצעות גלאי ניטרונים (מוניטורים) מספקות את הנתונים הבסיסיים.