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Rayon cosmique

Le rayonnement cosmique est un flux de particules chargées électriquement se déplaçant à très grande vitesse. Il s'agit principalement de protons (entre 85 et 90%) et de noyaux d'hélium ou hélions (de 9 à 14%), le reste étant constitué d'électrons, de différents nucléons (noyaux d'atomes) et autres particules élémentaires.

En 1912, le physicien autrichien Victor Hess découvre l'existence de radiations dont l'intensité augmente avec l'altitude. Il en conclut à l'origine cosmique de ce rayonnement. Les gerbes atmosphériques, découvertes en 1938 par l'astronome français Pierre Auger sont des faisceaux de particules secondaires provoqués par l'impact de particules primaires provenant de l'espace avec les atomes de la haute atmosphère. Ces particules ont une énergie qui peut atteindre 10²⁰ eV (électron-volt). Ce sont les particules secondaires qui sont détectées au sol. La provenance de ces flux de particules est encore en partie un mystère qui devrait s'éclaircir avec la mise en service en 2004 de l'Observatoire Pierre Auger avec ses deux installations situées près de Milliard (Utah) et de Mendoza (Argentine). Pour les particules les plus puissantes (les zetta-particules, au-delà de 5*10¹⁹ eV) les observations restent encore très peu nombreuses (à peu près une gerbe par an dans des observatoires très spécialisés comme le Fly's Eye de l'université de l'Utah ou l'Akeno Giant Air Shower Array), les possibles phénomènes physiques à l'origine sont inconnus et font de ces observations les phénomènes les plus énergétiques connus dans la nature.

Le Soleil est en partie responsable du rayonnement cosmique mais les particules les plus énergétiques proviennent de l'espace interstellaire et intergalactique ; elles auraient pour origine l'explosion de supernovae, selon l'hypothèse émise en 1949 par le physicien italien Enrico Fermi, (non confirmée actuellement).

Les rayons cosmiques participent à la formation des ceintures de Van Allen.