Kosmische Strahlung

Kosmische Strahlung bezeichnet einen kontinuierlichen Strom energiereicher Teilchen, der aus dem Weltraum auf die Erde trifft. Diese Strahlung besteht überwiegend aus Protonen (etwa 90 %), Alpha-Teilchen (rund 9 %) sowie einer kleinen Beimischung schwerer Atomkerne und Elektronen. Die Teilchen bewegen sich mit nahezu Lichtgeschwindigkeit und tragen Energien, die weit über dem liegen, was irdische Teilchenbeschleuniger erzeugen können.

Die Herkunft kosmischer Strahlung ist energie-abhängig. Strahlung niedriger bis mittlerer Energie stammt zu großen Teilen aus Supernovaexplosionen und den damit verbundenen Überresten in der Milchstraße. Extrem hochenergetische Teilchen - sogenannte Ultra-High-Energy Cosmic Rays - gehen wahrscheinlich auf extragalaktische Quellen wie aktive Galaxienkerne oder Gammablitze zurück. Oberhalb von etwa 5 × 10¹⁹ eV wird das Spektrum durch die Wechselwirkung der Protonen mit der kosmischen Hintergrundstrahlung abgeschnitten - diese theoretische Energieschwelle wird als GZK-Grenze (GZK-Cutoff) bezeichnet.

Beim Auftreffen auf die Erdatmosphäre erzeugen die Teilchen kaskadenartige Sekundärreaktionen, sogenannte Luftschauer, aus denen Myonen, Pionen und weitere Teilchen hervorgehen. Myonen aus kosmischer Strahlung sind auf Meereshöhe gut messbar. Für die Astronautik ist kosmische Strahlung ein ernstliches Gesundheitsrisiko, da sie biologisches Gewebe schädigen kann.