Галактикийн цацраг туяа нь тархины доройтол үүсгэдэг

Агуулгын хүснэгт:

Видео: Галактикийн цацраг туяа нь тархины доройтол үүсгэдэг

Видео: Галактикийн цацраг туяа нь тархины доройтол үүсгэдэг
Видео: Цаган Аман 2021. Проверяю доступную среду. 2024, Гуравдугаар сар
Галактикийн цацраг туяа нь тархины доройтол үүсгэдэг
Галактикийн цацраг туяа нь тархины доройтол үүсгэдэг
Anonim
Галактикийн цацраг туяа нь тархины доройтолд хүргэдэг
Галактикийн цацраг туяа нь тархины доройтолд хүргэдэг

Нью -Йоркийн Рочестерийн их сургуулийн эрүүл мэндийн төвийн (URMC) судлаачдын баг судалгааныхаа үр дүнг зарлалаа. Сансарт удаан хугацаагаар ажиллаж байгаа сансрын нисгэгчид, жишээлбэл, Ангараг гариг руу нисэх үед галактикийн цацрагийн улмаас эрүүл мэндийн асуудал үүсч болзошгүй юм. Ялангуяа тархины доройтол, тэр ч байтугай Альцгеймерийн өвчний эхлэл

Зураг
Зураг

Өмнө нь 2012 онд үүнтэй төстэй дүгнэлтийг Оросын эрдэмтэд мэдээлсэн. Наталья Теряевагийн Площад Мира сонинд бичсэнээр, хэрэв та Ангараг гаригийн экспедицээр орчин үеийн сансрын хөлөгөөр нисвэл дор хаяж 500 хоног ниснэ. Сансрын нислэгийн энэ хугацаанд сансрын нисгэгчдийн эрүүл мэнд эргэлт буцалтгүй алдагдах болно.

Оросын Шинжлэх Ухааны Академийн Физиологи, Суурь Анагаах Ухааны Товчооны товчооны хурлын үеэр Цөмийн Судалгааны Хамтарсан Хүрээлэнд (JINR) хэлэлцсэн Оросын радиобиологич, физиологичдын хийсэн судалгааны үр дүн үүнийг нотолж байна.

Эрдэмтэд галактикийн цацраг туяанаас хамгийн том аюулыг олж хардаг: энэ нь хүнийг хараа, оюун ухаанаасаа салгаж чаддаг бөгөөд ингэхгүй бол зорилтот түвшинд хүрэх эсвэл гэртээ харих боломжгүй болно.

Сансрын нисгэгчийн организмд хүнд ион үүсэх аюулын талаар судлаачдын хэлсэн үг нь таамаглал биш бөгөөд Цөмийн судалгааны хамтарсан хүрээлэнгийн (LRB JINR) Цацраг идэвхт биологийн лабораторид хийсэн амьтдын туршилтын мэдээлэлд үндэслэсэн болно. Оросын ШУА -ийн Биоанагаахын Асуудлын Хүрээлэн (IMPB RAS), Биохимийн хүрээлэнгийн хүрээлэн (IBCh RAS), Америкийн Үндэсний Сансрын Агентлаг (НАСА) -ийн биологич нартай хамтран ажиллах.

Хүнд ионууд протоноос илүү аймшигтай байдаг

Гүн огторгуйд - дэлхийн соронзон орноос цааш галактикийн гүнээс гарч буй аюултай сансрын цацраг нь хүнийг хүлээж байдаг.

"Галактикийн сансрын туяа бол энгийн бөөмсийн урсгал юм - хөнгөн ба хүнд ионууд" гэж Скобелцын Цөмийн Физикийн Судалгааны хүрээлэнгийн захирал Михаил Панасюк нүцгэн тайлбарлажээ. Үүний шалтгаан нь процесст байгаа бодисуудтай харилцах явдал юм. Сансар огторгуйн цацрагийн хамгийн түгээмэл элемент бол устөрөгч бөгөөд түүний ионууд нь протон юм. Эдгээр хэсгүүд нь цохилтын долгион дээр хурдасдаг - супернова дэлбэрэлтийн үлдэгдэл юм. Ийм одод манай Галактикт дэлбэрдэггүй. 30 жилд нэгээс олон удаа тохиолддог. -50 жил.

Галактикийн сансрын цацрагийн тоосонцорын урсгал нь нарны гэрлийн туяанаас ялгаатай нь наранд эсвэл гариг хоорондын орчинд нарны туяа дэгдэх үед үүсдэг. Ийм учраас урт хугацааны туршид нарны сансрын туяаны оруулсан хувь нэмэр тийм ч бага биш юм. Гэхдээ нарны гэрлийн үеэр (хэдэн цаг, өдөр) нарны сансрын цацрагийн урсгал галактикийн сансрын цацрагийн урсгалаас давж болно. Нэмж дурдахад нарны сансрын цацрагийн хэсгүүдийн энерги нь дүрмээр галактикийн сансрын туяаны хэсгүүдээс бага байдаг. Бусад галактикуудаас манай Галактик руу сансраас гадуур туяа орж ирдэг. Тэдний энерги нь галактикийн сансрын туяанаас илүү боловч урсгал нь хамаагүй бага байдаг. Сансрын туяа нь асар том энергийн хүрээтэй: 106 (1 MeV) -ээс 1021 eV (1 ZeV) хүртэл.

Сансрын судалгааны хиймэл дагуул дээр суурилуулсан энергийн массын спектрометр нь сансрын цацрагийн бүтцийг бүртгэв. Галактикийн цацрагийн бүх тоосонцорын багахан хувийг химийн хүнд элементүүдийн цөм болох 300 - 500 МэВ / нуклон энергитэй хүнд ионууд эзэлдэг. Галактикийн цацрагийн хөнгөн ба хүнд ионуудын хэсэг нь нүүрстөрөгч, хүчилтөрөгч, төмрийн ихэнх ионуудыг агуулдаг бөгөөд эдгээр тогтвортой элементүүдээс оддын цөм нь оддын хувьслын үр дүнд бий болдог.

Сансрын хиймэл дагуулуудын хэмжилтийн үр дүн нь дэлхийн соронзон огторгуйгаас гадна жилд нэг хавтгай дөрвөлжин см тутамд 105 орчим хүнд ион, 20 цэнэгээс дээш цэнэгтэй 160 орчим тоосонцор унаж байгааг харуулсан загвар тооцооллын үндэс болсон юм. Өдөр бүр ийм тооны хүмүүс сансрын нисгэгчийн биеийн гадаргуугийн нэг хавтгай дөрвөлжин см тутамд унадаг.

Сансрын хүнд ионууд нь маш эрч хүчтэй байдаг бөгөөд нарийн торгоныг бөмбөгдөж буй их бууны бөмбөг шиг сансарт орчин үеийн сансрын хөлгийн арьсыг "цоолж" байдаг. JINR -ийн цацрагийн биологийн лабораторийн эрдэмтэд энэ нь холын аялалд дэлхийн элч нарын эрүүл мэндэд хэрхэн хор хөнөөл учруулж болохыг олж мэджээ.

Ангараг руу хүрэх үү?

"Нэг ижил тунгаар цацраг туяа (хүнд ионы урсгал, нейтрон, гамма цацраг) яагаад амьд эсүүдэд өөр өөр нөлөө үзүүлж байгааг бид ойлгож чадсан" гэж Оросын Шинжлэх ухааны академийн гишүүн JINR LRB -ийн захирал Евгений Красавин хэлэв. Цацраг туяаны физик шинж чанар, амьд эсийн биологийн шинж чанар, цацрагийн дараа ДНХ -ийн гэмтлийг засах чадвартай хоёулаа холбоотой байдаг. Хүнд ионы хурдасгуур дээр хийсэн туршилтаар ДНХ -ийн хамгийн хүнд гэмтэл нь нөлөөн дор явагддаг болохыг олж мэдсэн. хүнд ионууд.цацраг туяа (фотоны туяа) ба хүнд ионуудын цацрагийг ингэж төсөөлж болно: буунаас хананд жижигхэн буудсан нь рентген туяанаас үүдэлтэй хор хөнөөл, нэг хана руу их буугаар буудсан нь сүйрэл юм. нэг хүнд ионоос нэг нэгжид илүү их энерги алддаг тэдний хөнгөн үеэлүүдээс илүү. Тийм ч учраас эсийг дайран өнгөрөх үед хүнд ион их хэмжээний устгалд хүргэдэг. Хүнд тоосонцор эсийн цөмөөр дамжин өнгөрөхөд ДНХ-ийн хэлтэрхий дэх олон тооны химийн холбоо тасарснаар "кластер хэлбэрийн" гэмтэл үүсдэг. Тэд эсийн цөмд янз бүрийн төрлийн хромосомын ноцтой гэмтэл учруулдаг."

Цаашилбал, эрдэмтдийн сэтгэхүйн логик дараах байдалтай байв. 200-300 МэВ / нуклон энерги бүхий устөрөгчийн ионууд (протонууд) бүрэн удаашрахаасаа өмнө усанд 11 см -ийн замыг туулах чадвартай байдаг. Хүний бие 90% -ийг ус эзэлдэг. Энэхүү үр дүнг амьд хүний бие махбодид оруулснаар бид гэрлийн ионууд хүртэл явж байгаа нь бидний олон мянган эсийг гэмтээж болзошгүй гэсэн дүгнэлтэд хүрч байна. 20 -оос дээш цэнэгтэй хүнд ионуудын хувьд эрүүл мэндийн хувьд бүр ч гунигтай үр дүнг хүлээх хэрэгтэй.

Галактикийн хүнд ионууд хүний амь нас, амь насанд аюултай ямар эд эрхтнийг гэмтээж болох вэ?

- Хэрэв та цус, арьс гэх мэт биеийн эд эсийг идэвхтэй үржүүлэх, хурдан шинэчлэх талаар бодож байгаа бол байгалийн шинж чанараас үүдэлтэй гэмтэл нь хурдан эдгэрнэ гэж LRB JINR -ийн захирал Евгений Красавин тайлбарлав. - Гэхдээ статик эдэд - төв мэдрэлийн систем, нүд, гэмтлийг хурдан арилгах байгалийн чадваргүй, хүнд ионуудын тогтмол урсгал нь давхаргын хортой нөлөө үзүүлж, эсийн тогтмол үхэлд хүргэдэг. Гэхдээ төв мэдрэлийн систем, нүд бол бидний биеийн хяналтын "чипс" юм.

Дубна дахь амьтдад хийсэн туршилтанд Оросын шинжлэх ухааны академийн академич Михаил Островский тэргүүтэй хэсэг радиобиологичид хүнд ионуудын нүдний бүтэц, линз, торлог бүрхэвч, эвэрлэг бүрхэвчид үзүүлэх нөлөөллийн механизмыг судалж үзжээ. JINR хурдасгуур дээр линзний талстинууд (уургууд) -ын хулгана ба уусмалыг 100-200 МэВ протоны цацраг туяагаар цацруулсан.

"Хүний нүд ба сээр нуруутан амьтдын линз нь 90% нь альфа, бета, гамма-талстинаас бүрддэг" гэж академич Островский Оросын академийн физик математик, тэнхимийн товчооны уулзалт дээр хэлсэн үгэндээ хэлжээ. Шинжлэх ухаан, бүтэц, молекулын жин. Хэт ягаан туяа, цацраг туяанд өртөх нь кристаллины бөөгнөрөл үүсгэдэг - линзэнд тунгалаг утас харагдах болно. Бөөгнөрсний үр дүнд гэрэл цацруулдаг том конгломератууд үүсч, линз бүрхэг болдог. Нүдний линзээр, ганц хүнд ион хүртэл хэсэг хугацааны дараа үүлэрхэг болоход хүргэдэг.

Homo sapiens болж дэлхий рүү буцах

Хамгийн бага радиобиологичид хүнд ионуудын төв мэдрэлийн системд үзүүлэх хор хөнөөлийн нөлөөг судалсан байдаг. НАСА -гийн шинжээчдийн үзэж байгаагаар Ангараг гаригийн нислэгийн үеэр мэдрэлийн эсийн 2-13 хувийг дор хаяж нэг төмрийн ион хөндлөн гарах болно. Мөн нэг протон гурван өдөр тутамд биеийн эс бүрийн цөмөөр нисэх болно. Тиймээс хөлөг онгоцны багийн зан үйлийн урвалыг эргэлт буцалтгүй зөрчих ноцтой аюул бий. Энэ нь ерөнхий үүрэг даалгаварт аюул учруулж байна. Тархи бол маш нарийн багаж бөгөөд түүний жижиг хэсгийг тасалдуулснаар цус харвалтанд өртсөн болон Альцгеймерийн өвчтэй хүмүүсийн адилаар бүхэл бүтэн организмын үйл ажиллагаа алдагдахад хүргэдэг.

Брукхавен дахь НАСА-гийн сансрын цацрагийн лабораторид 1 ГэВ / нуклон энерги хүртэл хурдасгасан төмрийн ионы туяа ашиглан галактикийн цацрагийг Брукхавены үндэсний лабораторийн RHIC коллайдерын хүнд ионыг түргэсгэгч дээр дуурайлган хийжээ. Хархны туршилтыг "танин мэдэхүйн тест" гэж нэрлэжээ. Жижиг хатуу хэсгийг дугуй хэлбэртэй усан санд нимгэн тунгалаг бус усны доор байрлуулжээ. Лабораторийн хархнуудыг эхлээд эрүүл, дараа нь төмрийн ионы цацраг туяагаар цацдаг байсан бөгөөд энэ усан сан руу амьтад хэр хурдан олж, түүн рүү авирахыг хянадаг байв. Эрүүл хархнууд энэ газрыг хурдан олж, хамгийн богино замаар түүний зүг алхав. Хүнд ион бүхий цацраг туяа нь амьтдын танин мэдэхүйн үйл ажиллагааг (сурах чадварыг) эрс өөрчилсөн. Цацрагаас хойш нэг сарын дараа хархны зан байдал эрс өөрчлөгдсөн байна. Тэр зугтаж, усан санг удаан хугацаанд тойрон эргэлдэж, бараг санамсаргүйгээр хөл доорх хатуу газрыг мэдэрч чаджээ. Амьтны сэтгэн бодох чадвар эрс мууджээ. Хархнуудыг рентген туяа, гамма цацраг туяагаар цацруулахад ийм нөлөө ажиглагдаагүй.

Хүний биеийг хүнд ионоор цацруулж болзошгүй үр дагаврыг харуулахын тулд сансрын аюулын загварыг приматууд дээр "тоглох" шаардлагатай гэж судлаачид үзэж байна. Гэсэн хэдий ч мэрэгч амьтдад илэрсэн хүнд ионуудын галактикийн цацрагийн нөлөөнөөс үүсэх хор хөнөөл нь хүмүүсийг Ангараг гариг руу урт нислэгээр явуулахаар төлөвлөж байхдаа энэ талаар бодох хэрэггүй юм.

Асуудлаас хэрхэн зайлсхийх вэ

Физикч, биологичдын өнөөгийн мэддэг зүйлээс харахад Ангараг гариг руу нэг жил гаруй аялахдаа сансрын нисгэгчдэд цацрагийн гэмтэл учруулах эрсдэлийг тэг болгож бууруулах боломжгүй юм. Энэхүү эрсдлийг бууруулах арга нь одоог хүртэл санаа хэлбэрээр байдаг.

Эхний санаа: нарны хамгийн их мөчлөгийн үед Ангараг гариг руу нислэг хийхээр төлөвлөж байна. Энэ үед нарны аймгийн гариг хоорондын соронзон орон нь галактикийн огторгуйн туяаны замнуудыг нугалж, тэдгээрийн тоосонцорын эрч хүчийг бууруулж, энерги бүхий тоосонцорыг "шүүрдэх" болно. нарны аймгаас 400 MeV / нуклоноос бага.

Хоёрдахь санаа: хөлөг онгоцыг найдвартай хамгаалах замаар галактикийн цацрагийн цацрагийн тунг мэдэгдэхүйц бууруулах, урьдчилан таамаглах аргагүй нарны салхины хүчтэй урсгалаас илүү хүчирхэг хамгаалалт бүхий усан онгоцны бүтцэд тусгай тасалгаа-хоргодох байрыг бий болгох. Одоогийн байдлаар хэрэглэж буй хөнгөн цагаан, жишээлбэл, устөрөгч агуулсан хуванцар, полиэтиленээс илүү үр дүнтэй шинэ төрлийн хамгаалалтын материалыг боловсруулж байна. Тэдгээрийн тусламжтайгаар цацрагийн тунг 7 см зузаантай 30-35% бууруулах чадвартай хамгаалалтыг бий болгох боломжтой юм. Үнэн бол энэ нь хангалтгүй, хамгаалалтын давхаргын зузааныг нэмэгдүүлэх шаардлагатай гэж эрдэмтэд үзэж байна. Хэрэв энэ нь ажиллахгүй бол нислэгийн үргэлжлэх хугацааг дор хаяж 100 хоног хүртэл бууруулаарай. Зуун хоног гэдэг нь одоог хүртэл зөн совиноор зөвтгөгдсөн тоо юм. Гэхдээ ямар ч тохиолдолд та илүү хурдан нисэх хэрэгтэй.

Гурав дахь санаа: Ангараг гаригийн сансрын хөлгийн нисгэгчдийг цацрагийн эсрэг үр дүнтэй эмээр хангах нь ДНХ-ийн уургийн хоорондын холбоог эрс бэхжүүлж, хүнд ионы бөмбөгдөлтөд өртөмтгий байдлыг бууруулдаг.

Дөрөв дэх санаа бол сансрын хөлгийн эргэн тойронд дэлхийн соронзон оронтой адил хиймэл соронзон орон бий болгох явдал юм. Сансрын нисгэгчдийн эрүүл мэндэд хохирол учруулахгүйн тулд хэт дамжуулагч тороид соронзны төсөл байдаг бөгөөд дотор болон гадна тал нь тэг рүү ойртдог. Ийм соронзны хүчирхэг талбар нь сансрын хөлгөөс ихээхэн хэмжээний сансрын протон ба цөмийг холдуулж, Ангараг гариг руу хийх экспедицийн үеэр цацрагийн тунг 3-4 дахин бууруулах ёстой. Ийм соронзны загварыг аль хэдийн бүтээсэн бөгөөд үүнийг Олон улсын сансрын станц дээрх сансрын туяаг судлах туршилтанд ашиглах болно.

Гэсэн хэдий ч Ангараг гаригийн багийн гишүүдийг хамгаалах санаа нь биелэлээ олохгүй болтол цорын ганц гарц байна гэж радиобиологичид хэлэв: хуурай газрын хүнд ионы хурдасгуур дээр хуурай газрын нөхцөлд радиобиологийн нарийвчилсан судалгаа хийх, энэ нь хуурай газрын нөхцөлд хортой нөлөөг дуурайх боломжийг олгоно. галактикийн гүнээс ялгарах өндөр энергитэй хүнд цөмүүд. Ийм өвөрмөц хурдасгууруудын нэг бол JINR өндөр энергийн физикийн лабораторийн нуклотрон ба түүний үндсэн дээр бүтээгдсэн NICA коллайдерын цогцолбор юм. Эрдэмтэд эдгээр төхөөрөмжүүдийн хүчин чадалд ихээхэн найдлага тавьж байна.

Хэрэв бид Ангараг гариг руу нисэх гэж яарч байгаа бол илүү хурдан сансрын хөлөг бүтээх, эсвэл нисгэгчийн мөрөөдлийг гүн гүнзгий орон зайд үлдээх цаг болжээ. Роботуудыг одоохондоо аялахыг зөвшөөрнө үү.

Зөвлөмж болгож буй: