O que são raios cósmicos?

Os raios cósmicos são partículas minúsculas, principalmente prótons, que atingem a atmosfera da Terra em vários níveis de energia. Bilhões de raios cósmicos estão batendo na Terra a cada segundo, a maioria deles com uma energia bastante baixa. No entanto, de vez em quando raios cósmicos com níveis extremos de energia impactam a Terra. O mais poderoso já registrado foi um próton único com uma energia de 50 J, equivalente a um campo de beisebol. Os cientistas não sabem explicar como alguns dos raios mais energéticos obtêm sua energia.

Embora sejam chamados de "raios cósmicos", deve-se notar que os raios cósmicos são partículas pontuais, não raios. Além dos prótons, que representam 90% de todos os raios cósmicos, também existem núcleos de hélio, também conhecidos como partículas alfa, que representam outros 9%, e elétrons que representam os 1% restantes.

O espaço exterior é preenchido com um banho de partículas em movimento rápido, conhecido como fluxo de raios cósmico. Os raios cósmicos são chamados de radiação ionizante porque têm a tendência de impactar moléculas com tanta força que arrancam os elétrons de seus átomos constituintes, criando íons destrutivos. Um pedaço de biomaterial deixado desprotegido por tempo suficiente no ambiente cósmico se transformaria em queijo suíço. Esse é um dos maiores desafios para a colonização do espaço humano, e todos os projetos de colônias espaciais apresentam blindagem maciça para repelir os raios cósmicos.

Os raios cósmicos obtêm seu poder a partir de objetos e eventos cósmicos de alta energia, como estrelas de nêutrons, supernovas e buracos negros. A maioria dos raios cósmicos tem origem em nossa própria galáxia, onde são lançados por supernovas, ou lançados como um estilingue da íngreme gravidade de um buraco negro. De fato, a presença de certos níveis de potência dos raios cósmicos é evidência de que realmente existem buracos negros.

Um dos níveis mais altos da atmosfera da Terra é conhecido como ionosfera, porque é constantemente ionizada pelos raios cósmicos recebidos, juntamente com a radiação solar. A termosfera, que é um subconjunto da ionosfera, experimenta um aquecimento de até milhares de graus devido à radiação ionizante, mas como a densidade de partículas aqui é relativamente baixa, você não sentiria tanto calor se estivesse aqui.

Os raios cósmicos mais energéticos vêm de eventos de super alta energia fora de nossa galáxia e fornecem uma rara janela para o funcionamento do universo mais amplo. Físicos constroem instalações multimilionárias para estudar o fluxo de raios cósmicos em detalhes.