Если первичные космические лучи состоят в основном из протонов, то где теряются электроны, и означает ли это, что Земля заряжена положительно? Солнце выбрасывает протоны и электроны в равном количестве?
Отличный вопрос. Электрическое поле создает такую сильную силу, что было бы очень трудно перемещать большое количество зарядов только одного типа. Таким образом, астрофизические системы обычно выбрасывают равное количество протонов и электронов. В частности, солнечный ветер электрически нейтрален. Таким образом, эти космические лучи создаются в почти одинаковом количестве, но к тому времени, когда они достигают Земли, электронов становится гораздо меньше.
Основным взаимодействием, которое заставляет эти электроны «теряться», является обратное комптоновское рассеяние . Происходит следующее: электроны, путешествующие между галактиками, взаимодействуют с космическим микроволновым фоном и теряют большую часть своей энергии — в основном они отражаются от фотонов. Именно здесь теряется большая часть электронов в космических лучах, а это означает, что все электроны космических лучей на Земле придут из нашей галактики. Конечно, рассеяние происходит и для протонов, и для более тяжелых ионов, но для них оно гораздо слабее. (Скорость потери энергии обратно пропорциональна массе, а протоны и другие ионы намного тяжелее электронов.)
Что касается чистых сборов, то здесь еще много открытых вопросов . Но в основном, если мы накопим много заряда, мы вскоре притянем много противоположного типа заряда и снова станем нейтральными. Таким образом, мы не думаем, что у Земли есть большой чистый заряд, хотя я не знаю каких-либо точных пределов.
Космические лучи самых высоких энергий, вероятно, являются протонами, ядрами железа или чем-то средним (Оже и Высокое разрешение продолжают расходиться во мнениях по этому вопросу), но, как указал AMS-02, существует множество электронов и позитронов. Поскольку энергия входящих космических лучей не имеет значения, мы должны учитывать их при всех энергиях, включая очень низкие энергии, и в этот момент становится очень трудно измерить скорости.
Отвечу на вопрос в заголовке:
Что происходит с электронными спутниками протонов космических лучей?
Они оставляют их в плазме, из которой они возникли.
посмотри _
Плазма — это четвертое состояние материи, она состоит из ионов и электронов и постоянно выбрасывается Солнцем. Любой положительный избыток в верхних слоях атмосферы будет легко нейтрализован за счет поглощения электронов из плазмы.
Кайл Канос