keskiviikko 10. helmikuuta 2016

Kosmisen säteilyn määrä kasvussa

Ilmapallohavainnoin on osoitettu, että kosmisen säteilyn
määrä maapallon ilmakehässä on kasvusuunnassa ja
kasvanut noin 10 % kuluneen vuoden aikana.
Viimeisin mittaus tehtiin Kaliforniassa helmikuun 5 päivänä
ja se on mittaussarjan suurin arvo.
Kuva Earth to Sky Calculus.
Ilmasuihku syntyy sekundaarisista hiukkasista kosmisen
säteilyn törmätessä ilmakehään.
Kuva Wikimedia Commons.
Maapallolle ja samalla koko aurinkokunnan sisäosiin kohdistuva kosmisen säteilyn määrä on kasvanut vuoden aikana noin 10 %. Määrä on merkittävä ja se on seurausta Auringon aktiivisuuden hiipumisesta.

Kosminen säteily on hiukkassäteilyä, joka syntyy Auringossa, supernovaräjähdyksissä ja kaukaisten galaksien rajuissa ja hyvin energisissä tapahtumisissa. Maapallon magneettikenttä ja ilmakehä suojaavat suurelta osalta maanpinnan eloyhteisöä säteilyn vaikutuksilta, mutta esimerkiksi lentokoneiden matkustajat ja henkilökunta, sekä Kansainvälisen avaruusaseman miehistö saa säteilystä osansa. Yhdellä mannertenvälisellä lennolla matkustajat ja miehistö joutuu säteilykuormituksen kohteeksi, joka vastaa 2–5 hammaslääkärin ottaman röntgenkuvan aiheuttamaa kuormitusta.

Kosmisen säteilyn määrä vaihtelee Auringon aktiivisuudesta riippuen. Auringonpilkkuminimien aikana Auringon synnyttämien kosmisensäteilyn määrä vähenee mutta ekstrasolaarisen kosmisen säteilyn määrä lisääntyy, sillä heikentyneen Auringon magneettikenttä on myös heikompi eikä pysty kuin osittain torjumaan lähes valonnopeudella Aurinkokunnan sisäosiin tunkeutuvia hiukkasia. Hiukkasia on laaja kirjo alkaen yksittäisistä protoneista (noin 90 %), alfa-hiukkasia (heliumin ydin) noin 9 % ja päätyen raskaampiin atomiytimiin aina raudan ja nikkelin atomiytimiin asti.

Kosmisen säteilyn vaikutukset ilmakehässä ovat moninaiset. Merkittävin vaikutus lienee sekundaaristen hiukkasten synty (ilmasuihku), kun kosmisen säteilyn hiukkanen törmää ja tuhoutuu ilmakehässä. Sekundaarishiukkasia ovat pioneja, kaoneja, protoneja, neutroneja, positroneja, myoneja ja elektroneja. Lisäksi ilmakehässä syntyy Cherenkovin säteilyä eli heikkoa valoa, jonka havaitseminen on mahdollista pimeän taivaan alla.

Muita ilmakehässä esiintyviä ilmiöitä ovat pilvisyyden vaihtelu kosmisen säteilyvuon vaihtelun myötä. Aihe on ollut tutkijoiden kiistelyjen kohteena jo parisenkymmentä vuotta, mutta nyt alkaa olla koossa sen verran evidenssiä mm. laboratoriotesteistä ja luonnossa tehdyissä havainnoista, että pilvisyyden vaihtelun ja kosmisen säteilyn määrän vaihtelun välinen korrelaatio näyttää aika varmalta.

Kosmisen säteilyn määrää voidaan havaita optisilla teleskoopeilla (Cherenkovin säteily) mutta näiden lisäksi esimerkiksi kaivoksiin sijoitetuilla, yleensä vettä tai raskasta vettä sisältävissä vesitankeissa, joissa myös syntyy Cherenkovin säteilyä myonien tunkeutuessa ja törmätessä vesimolekyyleihin. Cherenkovin säteilyn välähdykset havaitaan tankkien seiniin kiinnitetyillä valovahvistimiin liitetyillä ilmaisimilla. Maanpinnalle ja maana alle sijoitettujen ilmaisimien lisäksi kosmista säteilyä havaitaan stratosfääriin kohoaviin ilmapalloihin kiinnitetyin ilmaisimin sekä satelliitteihin ja avaruusasemalle sijoitetuin ilmaisimin.

Mitatun kosmisen säteilyn määrä kasvaa aina kun Auringon aktiivisuus lähestyy minimiä. Kuva Wikimedia Commons.