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Los rayos cósmicos del espacio chocan continuamente contra la atmósfera de la Tierra. Cuando un rayo cósmico de alta energía penetra a la atmósfera, puede causar una "lluvia aérea". El rayo cósmico choca contra una molécula en la atmósfera y se "rompe", produciendo gran cantidad de partículas sub atómicas. Una verdadera lluvia aérea puede producir millones de partículas. Esta imagen muestra la versión simple de una lluvia aérea. El rayo cósmico (en rojo, en la parte superior) produce muchas otras partículas, muchas con nombres raros. Las partículas sub atómicas que mostramos aquí incluyen: protones (verde), neutrones (anaranjados), piones (amarillo), muones (morados), fotones (azules), y electrones y positrones (color rosado).
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Trabajo artístico original de Randy Russell miembro del equipo de Ventanas al Universo, mediante el uso de una fotografía de UCAR (Nicole Gordon).

Rayos Cósmicos

Los rayos cósmicos son un tipo de radiación que proviene del espacio. Los rayos cósmicos no son realmente "rayos"; son partículas (en su mayoría protones) con energía muy elevada. Los rayos cósmicos vienen de varios lugares, incluyendo el Sol, explosiones de supernovas, y fuentes extremadamente distantes tales como radio galaxias y quasares. Debido a su alta energía, este tipo de radiación de partículas puede ser peligrosa para las personas y equipos. En Tierra estamos protegidos de ellos por el campo magnético y la atmósfera de nuestro planeta.

Los rayos cósmicos fueron descubiertos por el físico Austríaco-Americano, Victor Hess. En 1912, Hess descubrió este nuevo tipo de radiación y ganó en 1936 el premio Nobel de Física.

Hay diversos tipos de rayos cósmicos. Los rayos cósmiccos solares son producidos por los destellos solares y eventos energéticos similares. Los rayos cósmicos solares tienen energías más bajas (hasta cerca de 1010 electrón voltis por partícula) que otros tipos de rayos cósmicos. Los rayos cósmicos galácticos tienen energías más altas (aproximadamente 1010 to 1015eV)) y se cree que provienen de explosiones de supernovas, huecos negros y estrellas neutrónicas dentro de nuestra propia galaxia Vía Láctea . Aún más energéticos (1015 eV ó más elevado) son los raros rayos cósmicos extragalácticos. Los astrónomos creen que estas partículas vienen más allá de nuestra galaxia, pero no están seguros de sus orígenes exactos. Podrían venir de los núcleos de galaxias activas, de quasaress, o que se hayan originado durante choques entre las galaxias. Pueden ser incluso restos de los procesos exóticos de decaimiento de las partículas que ocurrieron cuando el universo era joven. Un cuarto tipo de rayo cósmico, algo misterioso, se conoce como rayo cósmico anómalo (ACR, por sus siglas al Inglés). Los ACR tienen inesperadamente bajos niveles de energía, y se pueden producir en el borde de la heliosfera, el límite entre la región donde predomina el campo magnético del Sol , y el espacio interestelar.

¿Qué clases de partículas forman los rayos cósmicos? Los rayos cósmicos están formados por diversas clases de partículas subatómicas. Eso significa que son partículas parte de un átomo o más pequeñas que los átomos. La mayoría de los rayos cósmicos son protones. Otros están formados por algún tipo de núcleo de cierto tipo de átomo, de manera que tienen protones y neutrones en ellos. El más común es el núcleo de un átomo de helio, que tiene 2 protones y 2 neutrones (también se le conoce como partícula alfa). Otros son núcleos de carbón, oxígeno, hierro, calcio, y otros tipos de átomos. Un número pequeño de rayos cósmicos son electrones. ¡No importa de qué están hechos, los rayos cósmicos se mueven muy rápido y tienen mucha de energía!

Puesto que los rayos cósmicos son un tipo de radiación, pueden hacerle daños a las personas y mecanismos. Afortunadamente para nosotros, el campo magnético y la atmósfera de la Tierra nos protegen contra la mayoría de los rayos cósmicos. En promedio, cada año los humanos reciben unos 2.3 milisieverts de radiación. Un milisievert es una unidad para medir la radiación y se abrevian como mSv. Los rayos cósmicos corresponden a unos 0.2 mSv de la radiación que recibimos cada año. Eso no es mucho; menos del 10% total. Sin embrago, los astronautas tienen que preocuparse por los rayos cósmicos. Si los astronautas viajan lejos de la Tierra (por ejemplo, a la luna o a Marte), el campo magnético de la Tierra dejan de protegerlos. ¡En un año podrían recibir hasta 900 mSv de radiación de rayos cósmicos! Los rayos cósmicos pueden dañar nuestro ADN y causar cáncer y enfermedad de radiación. Antes de poder enviar una misión a Marte, los científicos tendrán que diseñar cómo proteger a los astronautas contra los rayos cósmicos.

Cuando los rayos cósmicos llegan a la atmósfera de la Tierra chocan contra los átomos y moléculas de gas. ¡Y est generalmente genera más partículas de rayos cósmicos! Puesto que hay más partículas, la energía del rayo cósmico del espacio se extiende. A menudo, las nuevas partículas de rayos cósmicos chocan contra otras moléculas de gas. Esto crea más rayos cósmicos, pero con energías más bajas. Los choques entre los rayos cósmicos y los gases en la atmósfera pueden ocurrir muchas veces. Al final, pueden haber millares o millones de rayos cósmicos "secundarios". A esto se le conoce como, "lluvia aérea" de rayos cósmicos.

La tierra no siempre es golpeada por el mismo número de rayos cósmicos. Curiosamente, los rayos cósmicos son un problema menor cuando el Sol es más activo. A veces hay más destellos solares y otras "tormentas de estados del tiempo espacial "; otras veces hay menos. El Sol tiene un ciclo de 11 años de duración. En el "máximo solar" el sol es muy activo; en el "mínimo solar" hay muy pocas "tormentas" en el Sol. Debido a que algunos rayos cósmicos vienen del Sol, es posible que pienses que hay más peligro de rayos cósmicos cuando el Sol está activo. Buena conjetura; ¡pero es incorrecta! Cuando el Sol está activo, la heliosfera es más "fuerte". Al igual que el campo magnético de la Tierra, el campo magnético del Sol ayuda a protegernos de rayos cósmicos galácticos y extragalácticos. De manera que, ¡un sol activo significa mayor protección! Así pues, si eres astronauta, la mejor época para ir de viaje por el espacio es cuando el Sol está más activo.

¿Has oído hablar del método fechado con Carbono 14? Es usado por los arqueólogos usan para calcular cuán viejas son las cosas. Las cosas vivas tienen cantidades pequeñas de carbón radiactivo en ellas. El carbón radiactivo viene del gas bióxido de carbono en la atmósfera. El tipo de carbón radiactivo es un tipo especial de carbón llamado isótopo, conocido como carbono-14 (abreviado como 14C). ¿Cómo llega el carbón radiactivo hasta nuestra atmósfera? ¡Los has adivinado - a través de los rayos cósmicos! Algunas veces, cuando los rayos cósmicos chocan contra el nitrógeno, el gas más común de nuestra atmósfera, cambian los átomos de nitrógeno en átomos radiactivos 14C. Luego, el 14C termina en los seres vivos.

¿Qué más hacen los rayos cósmicos? Los científicos no están totalmente seguros, pero creen que puede ser que ayuden a que se produzcan los relámpagos. También puede ser que ayude a originar las nubes. Los científicos no están completamente seguros si los rayos cósmicos ayudan a causar las nubes o el relámpago, pero es una posibilidad. Los científicos todavía están estudiando esta parte de la historia de los rayos cósmicos.

Última modificación el 23 de enero de 2008 por Randy Russell.

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