Kirkkonummen Komeetan esitelmäsarjassa oli tällä kertaa vuorossa
Jyväskylän yliopiston fysiikan professori Jukka Maalampi, joka esitelmöi
kosmisista säteistä. Esitelmää kuulemassa oli 28 henkeä.
Kosmisiksi säteiksi sanotaan avaruudesta lähes valon nopeudella saapuvia alkeishiukkasia ja atomiytimiä. Valtaosa kosmisista säteistä, noin 90 %, on vety-ytimiä eli protoneja. Toiseksi eniten, noin 9 %, on heliumytimiä eli alfa-hiukkasia. Loput on heliumia raskaampia atomien ytimiä.
Aluksi esitelmöitsijä puhui kosmisten säteiden historiasta. Tämä alkaa vuodesta 1912, jolloin Victor Hess totesi ionisoivan säteilyn lisääntyvän, mitä korkeammalle maanpinnasta mennään. Tämän perusteella hän päätteli säteilyn tulevan avaruudesta.
Arthur Compton totesi vuonna 1933, että säteilyn voimakkuus riippuu magneettisesta leveyspiiristä. Niinpä säteily koostuu enimmäkseen varatuista hiukkasista.
Pierre Auger ja Roland Mazel saivat 1938 selville, että kosminen säteily koostuu kymmenien metrien alueelle samanaikaisesti tulevista hiukkasista.Tästä he päättelivät, että Maan pinnalle saapuu ainoastaan sekundaarisia hiukkasia, jotka syntyvät Maan ilmakehässä. Ilmakehään törmääviä primaarihiukkasia emme lainkaan havaitse maanpinnalla, vaan niitä havaitaksemme havaintolaite täytyy kohottaa ilmakehän yläpuolelle.
Ihmisen lävistää noin 100 kosmista sädettä sekunnissa.
Miten sitten kosmisen säteilyn sekundaarinen hiukkassuihku syntyy? Ensiksi primaarihiukkanen törmää ilmakehän kaasuytimeen. Silloin syntyy paljon uusia hiukkasia. Toiseksi syntyy Tserenkovin säteilyä, kun kosmiset säteet tulevat lähes valon nopeudella ilmakehään, eli nopeus on suurempi kuin valon nopeus väliaineessa. Jatkossa hiukkaset törmäilevät edelleen ilmakehän kaasuytimiin.Lopulta hiukkaset ovat hidastuneet niin, että törmätessään vain virittävät ilmakehän kaasuatomeja, eivät hajoita niitä. Kun viritystilat laukeavat, atomit säteilevät fluoresenssivaloa, joka voidaan havaita tarkoilla mittareilla.
Miten sitten hyvin suurienergiaiset kosmiset säteet syntyvät (kosmisilla säteillä on jopa 10 potenssiin 20 elekronivoltin energioita)? Tästä voidaan esittää vain arveluita. Linnunradan supernovien sokkiaalloissa voisi syntyä tarvittavia erittäin korkeita energioita. Toiseksi niitä voisi syntyä aktiivisissa galaksiytimissä. Niissä olevissa erittäin suurimassaisiin mustiin aukkoihin syöksyy ainetta, jolloin syntyvissä sokkiaalloissa syntyy tarvittavia hyvin suurienergiaisia protoneja. Kolmanneksi kosmiset säteet syntyvät gammapurkauksissa. Ne taas voivat syntyä neutronitähtien törmäilyssä tai luhistumisessa, joissa syntyy sokkiaaltoja. Neljänneksi kosmisia säteitä voivat synnyttää jonkinlaiset topologiset oliot, kuten ns. kosmiset jänteet.
Lopuksi esitelmöitsijä kertoi avaruuden neutriinosäteilystä. Neutriinot vuorovaikuttavat erittäin heikosti muun materian kanssa. Neutriinoita syntyy mm. Linnunradan supernovissa, joita on havaittu vuosina 1006, 1054, 1572 ja 1604. Naapurigalaksissamme Suuressa Magellanin pilvessä havaittiin supernovaräjähdys 23.2.1987. Tällöin räjähdys aiheutti Maassa noin 10 potenssin 14 neutriinon vuon neliömetriä ja sekuntia kohti. Ja neutriinoita todella myös havaittiin Japanissa ja USAssa kymmenisen kappaletta kummassakin.
Viimeksi esitelmöitsijä kertoi Auringon neutriinoiden havaitsemisesta. Auringon neutriinoita on nyt havaittu noin 30 vuoden ajan. Neuriinoita on koko ajan havaittu ennusteeseen verrattuna liian vähän, noin 30-50 %.
Seuraavana Komeetan esitelmäsarjassa on vuorossa tutkija Thomas Hackman Helsingin yliopiston Tähtitieteen laitokselta. Hän kertoo aiheesta Tähtien aktiivisuus ja magnetismi. Esitelmä on 19.4. klo 18 Kirkkonummen koulukeskuksen yläasteen auditoriossa.
Seppo Linnaluoto