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

ระบบโครงร่างของมนุษย์

ระบบโครงร่าง เป็นส่วนที่แข็งแรงที่สุดในร่างกายมนุษย์ ซึ่งมนุษย์ และสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมชนิดอื่นๆ มีโครงร่างแข็งภายใน หรือที่เรียกว่า กระดูก ระบบโครงร่าง ของมนุษย์ (Skeletal System) ประกอบด้วยกระดูก (Bone) กระดูกอ่อน (Cartilage) เอ็นยึดข้อต่อ (Ligament) และข้อต่อ (Joint) โดยมีกระดูกเป็นส่วนที่แข็งแรงและทนทานที่สุด หน้าที่ของ ระบบโครงร่าง ● ค้ำจุนโครงสร้างของร่างกายและทำหน้าที่รองรับอวัยวะต่าง ๆ ให้คงอยู่ในตำแหน่งที่เหมาะสม ● ป้องกันอวัยวะภายในร่างกายที่สำคัญ เช่น สมอง หัวใจ และปอด รวมไปถึงหลอดเลือดและเส้นประสาทที่ทอดยาวอยู่ภายในแนวกระดูก จากอันตรายและการกระทบกระเทือนต่าง ๆ ● เป็นที่ยึดเกาะของกล้ามเนื้อและเอ็นที่ทำให้เกิดการเคลื่อนไหว ● ผลิตเม็ดเลือดชนิดต่าง ๆ และยังเป็นแหล่งสำรองของแคลเซียมที่สำคัญ กระดูกของมนุษย์มีส่วนประกอบที่สำคัญ 2 ส่วน คือ ● สารอินทรีย์หรือส่วนที่มีชีวิตของกระดูก คือ เซลล์กระดูก เนื้อเยื่อประสาทและเส้นเลือดต่าง ๆ ซึ่งมีคุณสมบัติทำให้กระดูกมีความเหนียวและยืดหยุ่น ทำให้กระดูกไม่เปราะบางและแตกหักได้ง่าย ● สารอนินทรีย์หรือส่วนที่ไม่มีชีวิตของกระดูก […]

ฝนกรด (Acid Rain) เกิดขึ้นได้อย่างไร

ปรากฏการณ์ ฝนกรด (Acid Rain) คือการลดลงของค่าความเป็นกรด-ด่าง หรือค่า pH ของน้ำฝนในธรรมชาติ ซึ่งโดยปกติแล้ว น้ำฝนมีฤทธิ์เป็นกรดอ่อนๆ โดยมีค่า pH อยู่ที่ราว 5.6 แต่เนื่องจากการเพิ่มขึ้นของมลพิษทางอากาศในช่วงหลายร้อยปีที่ผ่านมา ส่งผลให้ค่า pH ของน้ำฝนลดต่ำลงกว่าปกติ และในบางพื้นที่ที่มีมลพิษทางอากาศสูง น้ำฝนอาจมีค่า pH อยู่ในช่วง 4.2 ถึง 4.4 เลยทีเดียว ปรากฏการณ์ ฝนกรด ไม่ใช่การที่มีน้ำกรดบริสุทธิ์ตกลงมาจากท้องฟ้า แต่กล่าวรวมไปถึงการลดลงของค่าความเป็นกรด-ด่างของหยาดน้ำฟ้า (Precipitation) ชนิดต่างๆ ไม่ว่าจะเป็นฝน หิมะ ลูกเห็บ และหมอกในธรรมชาติ จากการปนเปื้อนสสารหรือก๊าซชนิดต่างๆ ซึ่งส่งผลให้สภาวะความชื้นและองค์ประกอบของอากาศมีความเป็นกรดเพิ่มมากขึ้น สาเหตุของการเกิดปรากฏการณ์ฝนกรด ปรากฏการณ์ฝนกรดเกิดขึ้นจากการรวมตัวกันของน้ำฝนและก๊าซออกไซด์ของโลหะบางชนิดในอากาศ ซึ่งในธรรมชาติ เมื่อเกิดการระเบิดของภูเขาไฟ หรือ เกิดไฟป่า หรือการเน่าเปื่อยของซากพืช มักเป็นสาเหตุของการปล่อยก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (Sulfur Dioxide: SO2) ปริมาณมากเข้าสู่ชั้นบรรยากาศโลก ทำให้ฝนที่ตกลงมาในช่วงเวลานั้นมีฤทธิ์เป็นกรดมากกว่าน้ำฝนปกติ แต่ปรากฏการณ์ฝนกรดในธรรมชาติเกิดขึ้นไม่บ่อยครั้งนัก ปรากฏการณ์ฝนกรดที่เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องในปัจจุบันมีสาเหตุสำคัญมาจากกิจกรรมของมนุษย์โดยตรง เช่น การเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิลปริมาณมหาศาล […]

การระบาดโรคโควิด-19 ระลอกที่สองในอินเดีย กลายการระบาดที่รุนแรงที่สุดในโลก

จำนวนผู้ติดเชื้อที่พุ่งสูงขึ้นอย่างกะทันหัน สร้างภาระอันใหญ่หลวงให้แก่กระทรวงสาธารณะสุขอินเดีย เกิดภาวะขาดแคลนเตียงผู้ป่วย ออกซิเจน และยา อีกทั้งยังต้องจัดการกับไวรัสสายพันธุ์ใหม่ การระบาดโรคโควิด-19 ในอินเดีย กรุงนิวเดลี – ตลอดสองสามสัปดาห์ที่ผ่านมา บัญชีโซเชียลมีเดียของชาวดินเดียเต็มไปด้วยข้อความขอความช่วยเหลือ โรงพยาบาลทวิตข้อความเกี่ยวกับปริมาณออกซิเจนที่ร่อยหรอ และแพทย์ที่ต้องทนเห็นผู้ป่วยค่อยๆ เสียชีวิต ทั้งๆ ที่สามารถป้องกันไม่ให้เสียชีวิตได้ การระบาดโรคโควิด-19 ในอินเดีย นักข่าวที่ป่วยพยายามร้องขอเตียงที่โรงพยาบาลในขณะที่อาการเขาอาการย่ำแย่ลง แต่กลับถูกปฏิเสธเตียง เขาบันทึกสภาพความเป็นอยู่และอาการของตัวเองลงในทวิตเตอร์กระทั่งเขาเสียชีวิต สถานฌาปนกิจศพต้องทำงานทั้งวันทั้งคืนเพื่อเผาศพให้ทันกับจำนวนศพที่เพิ่มขึ้น จนเตาเผาละลายจากการใช้งานหนัก และเจ้าหน้าที่กำลังก่อสร้างเตาเผาเพิ่มเติมด้านนอก สิ่งที่เกิดขึ้นแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่า การระบาดระลอกที่สองนี้รุนแรงเพียงใด และการได้เห็นภาพนี้เกิดขึ้นนั้นเป็นเรื่องหดหู่ใจ การระบาดโรคโควิด-19 ในอินเดีย โ ควิดในอินเดีย กระทรวงสาธารณสุขอินเดียรายงานว่า จำนวนผู้ป่วยที่เพิ่มขึ้นในอินเดียสัปดาห์นี้ทุบสถิติโลก โดยจำนวนผู้ป่วยเพิ่มขึ้นมากกว่า 330,000 ราย เมื่อวันศุกร์ ที่ผ่านมา และยอดผู้เสียชีวิตใน 24 ชั่วโมงที่ผ่านมาสูงถึง 2,263 ราย โดยทำลายเจ้าของสถิติเดิมคือ สหรัฐอเมริกา ซึ่งบันทึกตัวเลขผู้ติดเชื้อที่เพิ่มขึ้น 300,669 ราย ในหนึ่งวัน เมื่อวันที่ 8 มกราคม 2021 “พวกเราคิดว่าการระบาดใหญ่จบไปแล้ว และปล่อยการ์ดตก […]