Элементный состав и зависящее от энергии поведение космических лучей, включая аномалии в тяжёлых ядрах.Состав космических лучей — это относительное содержание различных атомных ядер и частиц, из которых состоят космические лучи — высокоэнергетические частицы из космоса, постоянно бомбардирующие Землю. Эти частицы в основном представляют собой протоны (ядра водорода) и альфа-частицы (ядра гелия), но также включают более тяжёлые ядра вплоть до железа и тяжелее, а также электроны и позитроны. Состав не является однородным; он меняется с энергией и может раскрыть источники и механизмы ускорения этих частиц.
Открытие космических лучей приписывается Виктору Гессу в 1912 году, который обнаружил, что радиация увеличивается с высотой. Детальное изучение их состава началось в середине XX века с появлением детекторов частиц на высотных аэростатах, а позднее и в космосе.
Космические лучи обнаруживаются косвенно по ливням вторичных частиц, которые они порождают при попадании в атмосферу Земли, или напрямую с помощью детекторов на спутниках и аэростатах. Измеряя заряд и массу отдельных частиц, учёные могут определить элементный состав. Аномалии, такие как избыток определённых ядер с нечётным Z (например, азота, фтора или натрия) при определённых энергиях, дают ключ к пониманию процессов нуклеосинтеза в их источниках, таких как сверхновые или пульсары.
Понимание состава космических лучей имеет решающее значение для интерпретации данных экспериментов по физике частиц, для оценки радиационных рисков для космонавтов и электроники в космосе, а также для изучения межзвёздной среды и звёздной эволюции.
Содержание некоторых тяжёлых ядер в космических лучах, например титана, значительно выше, чем в Солнечной системе, что позволяет предположить, что они происходят из свежесинтезированного вещества в недавних остатках сверхновых, как обсуждается в статье «Титан в космических лучах».
| r | переменная | радиальная координата (расстояние от центра) — радиус м |
| M(r) | переменная | заключённая масса внутри радиуса r — масса кг |
| k | переменная | постоянная движения (связана с энергией на единицу массы) — specific energy м²/с² |
| G | константа | ньютоновская гравитационная постоянная, фундаментальная сила гравитации — гравитационная постоянная = 6.67430e-11 м³/(кг·с²) |
| ˙ | оператор | производная по времени — производная по времени |
| [X/Y] | переменная | логарифмическое отношение содержаний относительно солнечного — отношение содержаний |
| n_X | переменная | числовая плотность элемента X — number density 1/м³ |
| n_Y | переменная | числовая плотность элемента Y — number density 1/м³ |
| (n_X/n_Y)_⊙ | переменная | солнечное отношение числовых плотностей — number density ratio |
| log10 | оператор | десятичный логарифм — десятичный логарифм |
