รังสีคอสมิก (Cosmic Rays) - เนชั่นแนล จีโอกราฟฟิก ฉบับภาษาไทย

รังสีคอสมิก (Cosmic Rays)

รังสีคอสมิก อนุภาคพลังงานสูงจากนอกโลก มีองค์ประกอบหลัก คือ อนุภาคโปรตอน (Proton) และนิวเคลียสของธาตุต่าง ๆ ที่เป็นต้นกำเนิดของทั้งจักรวาล กาแล็กซี และดาวเคราะห์ต่าง ๆ 

รังสีคอสมิก (Cosmic Rays) คือ อนุภาคพลังงานสูงจากนอกโลก เป็นสสารที่เคลื่อนที่ผ่านอวกาศด้วยความเร็วเทียบเท่าความเร็วแสง โดยมีองค์ประกอบหลัก คือ อนุภาคโปรตอน (Proton) และนิวเคลียสของธาตุต่าง ๆ ที่เป็นต้นกำเนิดของทั้งจักรวาล กาแล็กซี และดาวเคราะห์ต่าง ๆ เช่น นิวเคลียสของธาตุไฮโดรเจน ฮีเลียม คาร์บอน ออกซิเจน นีออน แมกนีเซียม ซิลิคอน และเหล็ก เป็นต้น

แหล่งกำเนิดและการเดินทางในห้วงอวกาศของรังสีคอสมิก

รังสีคอสมิกประกอบด้วยอนุภาคโปรตอนซึ่งมีประจุบวกเป็นหลัก ดังนั้น เมื่อรังสีคอสมิกเดินทางผ่านห้วงอวกาศที่มีสนามแม่เหล็กกระจายตัวอยู่ทั่วทุกแห่งหน อนุภาคเหล่านี้จะถูกบังคับให้เปลี่ยนแปลงทิศทางในการเคลื่อนที่ ทำให้นักฟิสิกส์และนักดาราศาสตร์ไม่สามารถระบุแหล่งที่มาของอนุภาคคอสมิกเหล่านี้ได้อย่างชัดเจน อีกทั้ง เมื่อรังสีคอสมิกเดินทางมาถึงโลก สนามแม่เหล็กโลกมีส่วนที่ทำให้อนุภาคคอสมิกต้องเบี่ยงเบนทิศทางการเคลื่อนที่เช่นเดียวกัน ประกอบกับความไม่สม่ำเสมอของความเข้มสนามแม่เหล็กโลก (ความเข้มของสนามแม่เหล็กโลกมีค่าสูงสุดที่บริเวณขั้วโลกและต่ำสุดบริเวณเส้นศูนย์สูตร) ทำให้ปริมาณของอนุภาคคอสมิกที่ตรวจวัดได้ในแต่ละพื้นที่ของโลกมีค่าไม่คงที่แน่นอน

การเดินทางของรังสีคอสมิกมายังโลก

แต่อย่างไรก็ตาม เมื่อการศึกษาและงานวิจัยด้านรังสีคอสมิกรุดหน้าไปไกล ทำให้เกิดการค้นพบอนุภาคอีกหลายชนิดที่เกิดขึ้น เมื่ออนุภาคคอสมิกพุ่งชนอะตอมของธาตุที่มีอยู่ในชั้นบรรยากาศโลก เป็นตัวกำเนิดของฝนอนุภาคมูลฐานชนิดต่างๆ รวมถึงการค้นพบนิวเคลียสของธาตุใหม่ ๆ ในรังสีคอสมิก เช่น ลิเทียม เบริลเลียม และโบรอน ซึ่งส่งผลให้นักดาราศาสตร์ค้นพบองค์ประกอบของรังสีคอสมิกที่สามารถบ่งบอกแหล่งที่มาอย่างคร่าว ๆ รวมถึงประวัติการเดินทางในอวกาศของพวกมัน อย่างเช่น การได้รับพลังงานจากการระเบิดอย่างรุนแรงของดวงดาวที่เรียกว่า “มหานวดารา” หรือ “ซูเปอร์โนวา” (Supernova) และการเดินทางผ่านคลื่นการระเบิดและเศษซากของมหานวดาราที่สามารถคงอยู่ได้ยาวนานหลายพันปีที่สุดท้ายทำให้อนุภาคเหล่านี้มีพลังงานมาพอจะเดินทางผ่านห้วงอวกาศด้วยตนเอง

“มหานวดารา” หรือ “ซูเปอร์โนวา” (Supernova)

ประเภทของรังสีคอสมิก

  • รังสีคอสมิกจากดวงอาทิตย์ (Solar Cosmic Rays) คือ อนุภาคพลังงานสูงที่เกิดจากการระเบิดในชั้นบรรยากาศของดวงอาทิตย์ที่เรียกว่า “เปลวสุริยะ” หรือการลุกจ้าของดวงอาทิตย์ (Solar Flare) และถูกเร่งโดยลมสุริยะ (Solar Wind) ที่ทำให้เกิดการปลดปล่อยอนุภาคพลังงานสูงเหล่านี้ออกสู่ห้วงอวกาศ
เปลวสุริยะ
  • รังสีคอสมิกจากนอกระบบสุริยะ (Extragalactic/Galactic Cosmic Rays) คือ รังสีที่เดินทางผ่านห้วงอวกาศมายังโลก ผ่านการได้รับพลังงานปริมาณมหาศาลจากเหตุการณ์ต่าง ๆ ที่เกิดขึ้นในจักรวาล เช่น การระเบิดของซูเปอร์โนวาจากกาแล็กซีอื่นหรือจากเศษซากการระเบิดของซูเปอร์โนวาในอดีต

รังสีคอสมิกและอันตรายนอกโลก

รังสีคอสมิกพุ่งชนชั้นบรรยากาศของโลกตลอดเวลา ซึ่งในทางดาราศาสตร์มีการเรียกรังสีชนิดนี้ว่า “รังสีคอสมิกปฐมภูมิ” (Primary Cosmic Rays) หมายถึงอนุภาคคอสมิกพลังงานสูงที่พุ่งชนกับโมเลกุลของก๊าซต่าง ๆ ในบรรยากาศชั้นบนของโลก โดยเฉพาะอะตอมของธาตุไนโตรเจนและออกซิเจน ซึ่งก่อให้เกิด “รังสีคอสมิกทุติยภูมิ (Secondary Cosmic Rays)” หรือปรากฏการณ์ฝนอนุภาค (Air shower) ที่เป็นต้นกำเนิดของอนุภาคต่าง ๆ เช่น อนุภาคพายออน (Pion) มิวออน (Muon) เคออน (Kaon) โพสิตรอน (Positron) และนิวตรอน (Neutron) ที่กระจายตัวตกลงสู่พื้นผิวโลก

ฝนอนุภาค

สนามแม่เหล็กโลกและชั้นบรรยากาศของโลกปกป้องมนุษย์และสิ่งมีชีวิตจากรังสีคอสมิกกว่าร้อยละ 99 แต่สำหรับผู้ที่อยู่นอกสนามแม่เหล็กโลก โดยเฉพาะนักบินอวกาศและเครื่องมือทางดาราศาสตร์ที่ถูกส่งออกไปอยู่ในอวกาศต่างได้รับผลกระทบที่เป็นอันตรายร้ายแรงจากรังสีคอสมิกนี้ อย่างเช่น การเดินทางไปสำรวจดาวอังคารของยานคิวริออซิตี้ (Curiosity) ของนาซ่า (NASA) ที่ใช้เวลากว่า 253 วันในอวกาศ มีการเปิดเผยถึงปริมาณรังสีที่นักบินอวกาศมีโอกาสได้รับในการเดินทางไปกลับโลกดาวอังคารในระยะทางที่สั้นที่สุด (ราว 6 เดือน) อยู่ที่ราว 0.66 ซีเวิร์ต (Sievert: Sv) ซึ่งมากกว่าปริมาณรังสีที่คนงานซึ่งเข้าจัดการกับเหตุการณ์โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ระเบิดที่ฟุกุชิมะในปี ค.ศ. 2011 ได้รับอนุญาตให้สะสมมากกว่า 2 เท่า (0.25 ซีเวิร์ต) หรือเปรียบได้กับการได้รับซีที สแกน (CT Scan) ทั่วทั้งตัวในทุก ๆ 5 หรือ 6 วัน ซึ่งการได้รับรังสีในปริมาณ 1 ซีเวิร์ต สามารถเพิ่มโอกาสและความเสี่ยงต่อการเป็นมะเร็งร้ายแรงมากถึงร้อยละ 5.5 ขณะที่ประชาชนทั่วไปบนโลกได้รับรังสีเพียง 0.00001 ซีเวิร์ต เท่านั้นเอง

สืบค้นและเรียบเรียง
คัดคณัฐ ชื่นวงศ์อรุณ


อ้างอิง

สถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ (NARIT) – http://old.narit.or.th

National Aeronautics and Space Administration (NASA) – https://www.nasa.gov

Staten Island Advance – https://www.youtube.com

กรมควบคุมการปฏิบัติทางอากาศ – http://weather.rtaf.mi.th

สถาบันเทคโนโลยีนิวเคลียร์แห่งชาติ – http://www0.tint.or.th


เรื่องอื่น ๆ ที่น่าสนใจ : เทคโนโลยีอวกาศ (Space Technology)

เรื่องแนะนำ

สุนัขกินเจ้าของ เรื่องบังเอิญหรือตั้งใจ?

แน่ใจได้อย่างไรว่าสุนัขที่เลี้ยงไว้จะไม่บังเอิญกินคุณ หากคุณเสียชีวิต สัดส่วนสุนัขกินเจ้าของเกิดขึ้นในหมาใหญ่มากกว่าหมาเล็ก และเรื่องนี้ไม่เกี่ยวกับว่าคุณเลี้ยงสุนัขมาอย่างไร

วิวัฒนาการมนุษย์ผ่านศิลปะบนใบหน้า

วิวัฒนาการมนุษย์ ผ่านศิลปะบนใบหน้า Emma Allen ศิลปินสาวนึกใคร่ครวญถึงวิวัฒนาการของเราในอนาคต ท่ามกลางเทคโนโลยีมากมาย น่าสงสัยอย่างมากว่าในอีกหลายปีข้างหน้ามนุษย์เราจะมีลักษณะเป็นอย่างไร? เธอถ่ายทอดจินตนาการของตนเองออกมาผ่านศิลปะการแต่งแต้มสีสันบนใบหน้าซึ่งผนวกเข้ากับเทคนิคการตัดต่อวิดีโอ ไล่เรียงตั้งแต่สมัยบรรพยรุษของเรายังเป็นเพียงสัตว์เซลล์เดียว วิวัฒน์ขึ้นมาเรื่อยๆ สู่การใช้ชีวิตบนบก และพัฒนามาเป็นสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมและไพรเมตในที่สุด และในตอนท้ายวิดีโอ นี่อาจเป็นเราในอนาคตเมื่อหลอมรวมตัวตนเข้ากับเทคโนโลยีอย่างแท้จริง…   อ่านเพิ่มเติม บรรพบุรุษชาวอังกฤษมีผิวดำ, ผมหยิก และตาสีฟ้า

เชื้อโรคอยู่รอบตัวเรามากกว่าที่คิด

เชื้อโรคอยู่รอบตัวเรามากกว่าที่คิด ผลการศึกษาใหม่ชี้ให้เห็นว่าแบคทีเรียอาศัยอยู่ในข้าวของต่างๆ มากกว่าที่เราคิด แม้กระทั่งภายในเป็ดยางหน้าตาน่ารักที่ใช้สำหรับช่วยให้ลูกน้อยยอมอาบน้ำ ทีมนักวิจัยคำนวณปริมาณของแบคทีเรียโคลิฟอร์มดูว่าในข้าวของแต่ละชิ้นนั้นมีสัดส่วนเท่าไหร่ แบคทีเรียโคลิฟอร์มเป็นแบคทีเรียรูปแท่งที่พบได้ทั่วไปในน้ำและดิน ผลการวิจัยพบว่าภายในครัวพบแบคทีเรียราว 45% ฟองน้ำทำความสะอาดพบมากถึง 75% ส่วนที่เขียงพบราว 18% ในขณะที่เป็ดยางอาบน้ำซึ่งเป็นสิ่งของที่ใกล้ตัวเด็กอ่อนพบเลเยอร์ของแบคทีเรีย และเมื่อผ่าออกมาดูก็พบชั้นของแบคทีเรียจับตัวกันหนาเนื่องมาจากน้ำที่เข้าไปขัง รายงานการวิจัยนี้จะถูกเผยแพร่ลงใน npj Biofilms and Microbiomes ของวารสาร Nature ระบุพลาสติกและน้ำสกปรกเป็นสถานที่หมักหมมอย่างดีที่แบคทีเรียจะเจริญเติบโตได้รวดเร็ว   อ่านเพิ่มเติม เบาะแสใหม่ชี้ ยีนจากนีแอนเดอร์ทัลส่งผลถึงสุขภาพเรา