太空中的辐射来自哪里,我们可以观察到它吗?


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最近读到,太空旅行受到“太空辐射”的强烈影响,以及它如何对人类太空探索构成威胁。

这种辐射是起源于像我们的太阳这样的恒星,还是无处不在- 简称它- 空间中没有特定来源的“力”(例如宇宙噪声)?

另外,业余天文学家可以某种方式可视化此辐射以便能够对其进行观察吗?

Answers:


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宇宙射线既包括不同频率的电磁辐射(即光子)(无线电波,IR,光,UV光,X射线,伽马射线),也包括带电粒子(质子,电子,甚至是轻元素的离子)。以及其他诸如中微子的东西。

我们在地球周围遇到的辐射绝大部分来自太阳,因为它非常近并且基本上是一个大的辐射斑点。通常在各向同性(在所有方向上均等)的辐射源中,辐射强度的下降与距离的平方成正比。这意味着辐射会非常非常快地减少。距离太阳两倍远,您只会得到四分之一的辐射。

紫外线和紫外线(X射线和伽马射线)发出的EM辐射可能是最有害的。地球的磁场使我们免受这些射线的影响,但是行星际旅行将不会获得这种好处。X射线和伽马射线也可能来自超新星和其他恒星物体,它们距离很远,但可能太微弱,无法对宇航员产生影响。但是,它可以被敏感的专用望远镜和卫星接收。

带电粒子可能对航天器和其上的电子设备来说是个问题,但可能会通过屏蔽航天器而被阻尼,以保护宇航员。

我认为中微子没有关系,因为它们几乎不会与其他物质相互作用。

作为业余爱好者,您将无法检测紫外线及以上。主要是因为我们大多被磁层和大气层屏蔽了这种辐射。

不过,您可以通过拍摄北极光来检测粒子辐射... :)


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您能谈谈Gamma Ray Bursts吗?如果它们发生得足够近,它们也可能很危险。
Envite 2013年

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磁层对X射线或伽马射线没有影响,因为光子不受磁场的影响。保护我们免受它们伤害的是一种大气,它吸收的能量几乎比紫外线还多。通常,外部UV,x和伽马射线并不是真正的问题,除非您非常不幸,并且在那里时发生了GRB。带电粒子是太空探索的主要问题,磁层确实保护了我们免受地球上的撞击,并将它们收集在范艾伦带中。
John Meacham 2014年

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所有通电的物质都发出辐射。辐射可能包含电磁能或粒子,如另一个答案所述。辐射有两种类型-电离和非电离。电离辐射是我们主要关心的危险类型,因为它可以将穿过它的原子转变成离子,这对人体健康是有害的。如果非电离辐射产生的热量足以引起热电离,则仍然很危险。

电离辐射

  • 紫外线(波长为10到125 nm)-电磁辐射被地球大气吸收,但存在于太空中
  • X射线-在我们用于医疗工作的小剂量中相对无害,但在更大的照射量下有害
  • 伽玛辐射-核过程中发出的极小波长电磁辐射
  • α辐射-两个质子和两个中子结合成单个粒子(氦4核),不能以低速穿透皮肤,但是高能α粒子可能对人体健康构成威胁(无法穿透大气,但存在于太空中)
  • Beta辐射-可能是电子(正负)或正电子(正正),通常不会穿透大气层,但很容易穿透未屏蔽的人体组织
  • 中子辐射-核裂变发出的中子非常危险,容易电离,甚至会使其他物质具有放射性

非电离辐射

  • 紫外线(光谱的下半部分)-非离子化,但能量仍然足够高,可能会对人体产生危险
  • 可见光-我们看到的电磁能量,波长大约380-750 nm
  • 红外-大多数物体在我们每天处理的温度下发出的电磁能,波长约为700 nm至1 mm
  • 微波-波长从1毫米到1米的电磁能
  • 无线电波-波长大于红外线的电磁能

使用Wikipedia作为组织和支持信息的参考

在太空中,我们有许多辐射源,因为所有被激励的物质都会辐射。恒星是发出大多数类型辐射的重要因素。超新星和黑洞也会发出辐射。最后,自大爆炸以来,一些辐射一直在宇宙中传播。宇宙微波背景(CMB)辐射让我们瞥见了早期宇宙。

有很多观察辐射的方法。传统的望远镜利用了我们自然的能力来吸收可见光并用透镜放大它。对于业余爱好者来说,射电望远镜也相对容易。以下是有关如何构建简单的射电望远镜一些说明。业余爱好者可以使用常规望远镜和红外胶片轻松观察到近红外光,但这并没有给我们提供比可见光更多的细节。太空中的大多数红外线都被我们的大气吸收(更多的是红外望远镜)。紫外线和更高的辐射也很难被业余爱好者检测出来,因为我们的大气层以及微粒辐射使我们免受紫外线和辐射的干扰。

正如一位聪明的回答者所说,我们可以观察到当粒子辐射使高层大气电离时会产生的惊人的光效应。粒子辐射通常会被地球磁场偏转,但有时会沿着磁力线传播到两极,这就是为什么粒子辐射的光效应只能在北极地区观察到的北极和南方光。

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