Katalog

Kozmik ışınım nereden 1912 yılının 7 ağustosunda Elbe Nehri kıyısındaki Aussing kentlnden Insanlı bir balon havalanıyordu. Balonda bulunan Avusturyalı bllgln Victor Hess'in amacı, radyasyon ölçümüydü. Yüzyılımızın başında henüz insanlığı tehdit eden radyasyon kazaları ne de nükleer silahlar olmadığına göre, bu garip radyoaktivite ölçüm gezisinin ne yararı olacaktı? ictor Hess yanına bır iyonizasyon kamarası almıştı. (Radyoaktivite ölçmek için kullanılan) Balon 5 km. yüksekliğe erişti ve (ölçümden sonra) Frankfurt / Oder'in güneyine iniş yaptı. mın varlığını bilim dünyası kabul etmekteydi. Söz konusu kozmik ışınım, dünyanın her yerinde mevcuttu ve insanların maruz kaldığı doğal radyoaktivitenin üçte birini oluşturuyordu. Gökyüzünün dört bir yanından dünyamıza gelen evrensel ışınım uzun süre astronomları uğraştıran gizemli bir bilmece olarak kaldı. Derleyen: tsmail Murat V Sonuç şaşırtıcıydı: Yerden yükseldikçe artan bir radyoaktif ışınım kaydedilmekteydi. Victor Hess yeryüzüne ait ışınım kaynakları aradı, ama ışınların tam tersi yönden geldiği gayet açıktı... Bu garip keşiften 15 yıl sonra artık yeryüzü dışından kaynaklanan bir ışını Pulsar Modeli Pulsar kozmik ışın yolluyor. Kutle yitıren eşyıldız Dinamo Modeli Eşyıldız Akresyon plaklı Notron yıidı/ı . Manyılık alan "çi/gilerı "Yeryüzüne erişen bu ışınlar, yüksek enerjili birincil ışınım değildlr; kozmik ışınımın hava moleküllerini bombardımanı sonucu oluşan ikincil ışınlardır. Bu ikinci ışınımın incelenmesi önemll bilimsel aşamalara neden olmuş, şimdiye dek bilinmeyen bir dizi elementer parçacık keşfedilmiştir. Örneğin kalın kütle katmanlarından zahmetsizce geçen ve en derin maden ocaklarında bile saptanan müonlar (myonen) bunlar arasındadır. Avrupa'nın dev hızlandırıcılarmda gelişen modern parçacık fiziği, doğumunu bu keşfe borçludur. Yaklaşık 50 yıldır varlığı bilinen uzay kökenli birincil kozmik ışınım ise ışık veya röntgen ışınlan gibi elektromanyetik bir ışın değildlr; pozitif yüklü atom çekirdeklerinden oluşan parçacık ışınıdır. Bu parcacıklar arasında hidrojen atomlarının çekirdekleri protonlar birinci sırayı alır. Birincil kozmik ışınımın bir atom parçacığı atmosferin üst katmanlarında hava atomlarına çarptığında enerjisinin bir bölümü yeni parçacıkların oluşmasına yol açar. Yeni oluşan parçacıkların bir kısmı, başka bir atom çekirdeği ile çarpıştığında, yeni parcacıklar üretmeye yetecek enerji düzeyindedir ve olay böyle sürüp gider. Bu çarpışmalarda çok kısa ömürlü parcacıklar da oluşur: Nötral plonlar. Pionların 10~10 saniyelik ömürleri vardır ve oluşmaları ile iki gamma kuantına yeni çok yüksek enerjili elektromanyetik ışınlara ayrışmaları bir olur. Bir atom çekirdeğinin elektrik alanında bu ışınımın enerjisi yeniden kütleye dönüşebilir; elektronpozitron çiftleri meydana gelir, bunlar frenlendiğinde enerjilerini yeniden ışınım şeklinde verirler. Tek başına birincil parçacığını ateşlediği bir parçacıkışınım zinciri başlamıştır artık. Birincil parçacığın enerjisi ne denli yüksek ise yeryüzüne erişen ikincil parçacık sayısı da o denli yüksektir. Örneğin birincil parçacık 10' eV'luk (elektronvolt) bir enerjiye sahipse, bir milyona yakın sayıda ikinci parçacık, bir parçacık sağanağı halinde yeryüzünde binlerce metre karelik alana düşer. Bilindiği kadarıyla, kozmik ışınım parçacıklan maksimum 1020 eV'luk bir enerjiye erişebilmektedir. Modern hızlandırıcılarda (akselaratör) eldeedilenin 100 milyon katı bir enerji düzeyidir bu. Neyse ki kozmik ışınım içindeki yüksek enerjili parçacık sayısı fazla değildir. 1016 eV luk 100 milyon parçacığa karşı 1020 eV enerji taşıyan tek bir parçacık mevcuttur. » önemli bir astroflzik sorunu kozmik ışınımın kökenidir. ışınların geliş yönüne bakarak kaynağı hakkında karar vermek mümkün değildir: Galaksimizin manyetik alanları yüklü parçacıkların yönünü öylesine degiştirip harmanlamak Radyal Elektrik Alanı Elektriksel alanda olu&an ko/mlk ıgınlar Gammn ışınları dunyaya sadece Du konumlarda ulaşıyor Ounyaya GammB Işmlan ula^ıyor Gamma Işınlan Nasıl Oluşuyor? C ygnus X3 kaynaklı yüksek enerjtli gamma ışıniarının oluşumu hakkında çeşitli modei tasanmları mevcut. Güncellikleri ddayısıyla bunlardan ikisini sunuyoruz. Her iki modele göre Cygnus X3,4.8 saatlik dolanım süresine sahip bir çift yıldtz sistemi. Yıldızlardan biri nötron yıldızı. Eichler ve Vestrand modeline göre (Atarca, pulsar modeli) bu nötron yıldızının hızlı bir atarca (pulsar) olduğu varsayılıyor. AtarcaJareO'lıyıllannsonunadogrukeşfedilen ve kendi dönüşlerinden ötüru yaydıkları gayet düzenli radyo sinyalleriyte dikkati çeken bir astronomik obje grubu. Bu türün en iyi tanınan temsücisi, 1054'teki bir Supernova patlamasından arta kalan yengeç (Crab) nebulasmda (bulutsu) yer almakta. Şöz konusu atarca elektronlan hızlandınmasından ötürü cevresindeki bulutsunun pıntosından sorumlu. Astrofizikçfler atarcayla birlikte dönen ve dünyanınkinden yaklaşık 1012 kez daha güclü (1018 Tesla) bir manyetik alanın bulunduğunu varsaymakta. Bu son derece güçiü manyetik alanın dönmesi sonucunda atarcanın çevresinde büyük elektriksel alanlar indükieniyor ve yüklü parçacıklar bu alanda hızlanarak yüksek enerji duzeylerine isliyoriar. Ne var ki bu yolla üretilen kozmik ışınım, yotu üzarindeki galaksilerin manyetik aianlan yüzünden doğrultusun dan sapıyor ve kaynağından çıktığı yönde yayılmıyor. Model çizimde görükdüğü gibi, 4.8 saatlik dolanım süresi içinde yalnızca iki kez söz konusu gamma ışınımı dünyaya gelmektedir. Bu iki ayn "yayın süresi" atarcanın, atarca ile dünya arasına çekilen ve eş yıkjızın atmosferine teğet gecen doğru parçasına denk düşmektedir. İkinci model olan Dinamo modelinde ise hızla dönen atarca yerine yalnızca bir nötron yılchzı ile olay açıklanıyor. Nötron yıldızı çok yüksek çekim alanı nedeniyle eş yıldızından plazma (iyonize madde) emiyor. Bu emme olayı sırasında dönme impulsu yüzünden plazma, nötron yıldızı çevresinde bir burgaç ya da dönen bir disk meydaha getiriyor (akresyon plağı). Dönmesiyle birlikte diskin manyetik alanı dinamo ilkesine göre muazzam elektriksel alan üretiyor, sonucta yüklü parcacıklar yine hazlanıyor ve gamma ışınlan meydana geliyor. Işınların yayılım yönü ise diskin düzlemine dik ve nötron yıldızının manyetik kutupları doğruitusunda oluyor. Diskin dönüş düzlemi ile manyetik eksen arasındaki açı göz önüne alındığında Cygnus X3 için karakteristik olan gamma ışın eğrisi elde ediliyor. Bu modeldeki enerji kaynağı, nötron yıldızının çekim alanına madde akışı sırasında serbestlenen gravitasyon enerjisi. tadır ki dünya yüzüne her yönden eş sayıda parçacık düşmektedir. Belirli bir kaynak yok gibidir, bütü gökyüzü parçacık kaplıdır. Kiel Üniveı sitesi Çekirdek Fiziği Enstitüsü yıllard parçacıkların kökenini araştırmakU Parçacık yağmurunun araştırılması içi özel bir düzenek geliştirilmiş. Bu amaçl 1 m 2 alana sahip sintilasyon sayacı ku lanılmakta. 5 cm kalınlığındaki bu sav dam tabakanın özelliği, yüklü bir parça cığın her çarpışında ışık üretmesi ve ışı ğın bir elektrik sinyaline dönüşmesi. "Kı el Düzeneği" 28 adet sağanak sayacın dan oluşuyor. Bu levhalar açık arazidı 100 metrelik aralıklarla yerleştiriliyor. işıı ilginç yanı, şimdi geliyor: Milyonda bi saniye içinde neredeyse eşzamanlı ola rak daha büyük bir sinyal kaydedildiğin de bu durum "parçacık sağanağı" ola rak adlandırılıyor. Bu sağanak saatte bir kaç kez tekrarlanmakta. Sayaçlara dü şen yüklü parçacık sayısından yeryüzü ne düşen parçacık ye bunların enerjiler hakkında bilgi sahibi olmak mümkün. "Klel düzeneği" 1015 10'7 eV ara sındaki enerji düzeyine ayarlanmış du rumda. Enerjinin yanı sıra birincil par çacığın yönü de belirlenebiliyor. Birinci parçacığın ateşlediği zincirleme reaksı yon sırasında oluşan parçacıkların yoğunluk dağılımı birincil parçacığın yörüngesiyle eş merkezli bir disk şeklinde. Bu disk atmosfer içinde ışık hızıyla hareket ediyor ve sayaçlarla yaptığı açıdan dolayı parçacıkların yoğunlaştığı disk farklı sayaçlara farklı zamanda ula