Галактические космические лучи — наиболее энергичная составляющая корпускулярных потоков в межпланетном пространстве — представляют собой ускоренные до высоких энергий ядра химических элементов, в основном водорода. Они превосходят по своей проникающей способности все другие виды излучений (кроме нейтрино).
Средняя энергия первичных частиц, наблюдаемых около Земли, ~1010 эв, энергия отдельных частиц может достигать 1020 эв и выше. Энергетический спектр галактических протонов при энергиях больше 104 Мэв может быть представлен в виде
где Е выражено в Мэв.
Для меньших энергий поток частиц зависит от солнечной активности: в максимуме и минимуме солнечной активности полный поток галактических космических частиц с энергией E>30 Мэв/нуклон составляет ~2000 и 6000 м-2 * сек-1 * стер-1 соответственно.
Химический состав галактических космических лучей в области высоких энергий известен достаточно хорошо (табл. 6).
Поток ядер, приведенный в табл. 6, относится к частицам с энергией E>2,5 *103 Мэв/нуклон.
Химический состав первичных космических лучей несколько отличается от состава элементов земной коры, метеоритов, а также состава атмосферы Солнца и некоторых звезд, известного из спектроскопического анализа. Космические лучи содержат меньше водорода и гелия и характеризуются значительным преобладанием более тяжелых элементов, что особенно заметно в области легких ядер (группа Li, Be, В), где различие достигает нескольких порядков. Этот факт безусловно отражает природу источников космических лучей, механизм их ускорения и состояние межзвездного пространства, которое космические лучи проходят на пути к Земле. Он, в частности, служит серьезным аргументом в
пользу теории происхождения космических лучей за счет преимущественного ускорения тяжелых ядер с последующей их фрагментацией при столкновении с ядрами межзвездной материи. Кроме ядер химических элементов, в составе галактических космических лучей присутствуют электроны и у-кванты. На рис. 13 приведены энергетические спектры различных частиц, наблюдаемых в межпланетном пространстве на расстоянии 1 а.е. от Солнца.
По мере увеличения расстояния от Солнца поток галактических космических лучей может только возрастать. Это обусловлено тем, что магнитные поля в солнечной системе, выносимые от Солнца солнечным ветром, препятствуют проникновению космических лучей во внутренние области солнечной системы. Этим же механизмом, получившим название модуляционного, обусловлено и различие в потоках частиц в разные фазы цикла солнечной активности. Возрастание потока космических лучей не может продолжаться бесконечно долго. На некотором расстоянии от Солнца плотность солнечного ветра или напряженность межпланетного магнитного поля не будет превышать соответствующих параметров межзвездного пространства, и на этих расстояниях модуляция галактических космических лучей прекратится. По различным оценкам область модуляции галактических космических лучей составляет ~10—30 а.е.
Как видно из рис. 13, у дифференциальных энергетических спектров заряженных частиц наблюдается минимум в области энергий 30—50 Мэв. В настоящее время принято считать, что частицы с энергиями, меньшими 30—50 Мэв, имеют солнечное происхождение, т. е. относятся к солнечным космическим лучам.
Экспериментальные и теоретические аспекты галактических космических лучей отражены во многих работах.
Скачать реферат:
Пароль на архив: privetstudent.com