Kosmaradia jonigo

Kosmaradia jonigo estas la jonigo de neŭtralaj atomoj fare de kosma radiado. Ĝi gravas por la astrofiziko kaj astrokemio de la interstela mediaĵo ĉar kosma radiado estas la sola speco de joniga radio, kiu kapablas penetri la profundejojn de molekulaj nuboj.

Meĥanismo

Kosma radiado konsistas el altenergiaj atomkernoj sen elektronoj kaj el elektronoj senatomaj. En la maldensaj regionoj de la interstela mediaĵo ĝi estas relative malgrava joniganto kompare al ultraviola radiado, sed ĝi atingas ankaŭ la plej profundajn partojn de molekulaj nuboj, kien ultraviola radiado ne penetras. La jona frakcio en la profundejoj, kie ĝi kaŭziĝas tute de kosma radiado, estas proksimume 10^-7. Nur malaltenergia kosma radiado kontribuas multe al jonigo.

Ĉar kosmaradia jonigo kaŭzas kemiajn reagojn, oni povas kalkuli ĝian oftecon surbaze de mezuroj de la produktoj de tiuj reagoj en la interstela mediaĵo. Ŝajnas, ke kosmaradia jonigo estas malpli ofta en la plej densaj molekulaj nuboj ol en aliaj, eble ĉar mezurebla kvanto de kosmaj partikloj estas forblokata de la densa gaso. La ofteco supozita surbaze de la kemiaj pruvoj estas pli granda ol la atendita surbaze de la intenso de kosma radiado mezurita de la sondiloj Voyager en apudheliosfera spaco. La malakordo ne estas kontentige klarigita, sed povas signifi, ke la Suno situas en regiono de malplia kosma radiado ol la tutgalaksia averaĝo.

Molekulaj nuboj proksimaj al restaĵo de supernovao ŝajnas esti pli jonigitaj ol aliaj, verŝajne ĉar la restaĵoj de supernovaoj produktas kosman radiadon. Jonigo de molekulaj nuboj ankaŭ estas pli intensa en la centro de nia galaksio ol en la disko. Ne estas certe, ĉu tio ŝuldiĝas al kosma radiado aŭ al alia nekonata kaŭzo.

Astrofizika efiko

Jonigo de molekulaj nuboj malhelpas, ke ili kolapsu kaj formu stelojn kaj planedojn. Dum neŭtralaj atomoj ne influiĝas de magneta kampo, jonoj estas apogataj de ĝi kontraŭ gravita kuntiro.

La elatomigitaj elektronoj transdonas energion al la nuba gaso per kolizioj, kio varmigas la nubon. Ankaŭ la varmeco kontraŭas la efikon de gravito kaj malhelpas, ke la nubo kolapsu.

Astrokemia efiko

En molekulaj nuboj, kosma radiado produktas triatoman hidrogenon ($H_{3}^{+}$) el duatoma. Unue, ĝi jonigas hidrogenan molekulon per elatomigo de elektrono: $H_{2}+KR\rightarrow H_{2}^{+}+e^{-}+KR$. La jono tuj reagas kun neŭtrala atomo por rezultigi triatoman jonon kaj neŭtralan atomon: $H_{2}^{+}+H_{2}\rightarrow H_{3}^{+}+H$. La tiel produktita triatoma hidrogeno rolas gravege en la kemio de molekulaj nuboj. Se kosmoradia partiklo jonigas unuopan atomon de hidrogeno anstataŭ molekulon, povas komenciĝi aliaj reagoĉenoj, kiuj produktas $OH$ kaj $HD$. Kosmoradia jonigo ankaŭ povas trafi argonon, rezultigante per reago kun molekula hidrogeno detekteblan kvanton de argonio ($ArH^{+}$).

La kemio de molekulaj nuboj estas multe pli malsimpla ol ĝi povus esti sen kosma radiado, ĉar reagoj inter neŭtralaj atomoj okazas multe malpli rapide ol reagoj inter jono kaj neŭtralaĵo.