Λάμψεις στα μάτια των αστροναυτών

Οι αστροναύτες του προγράμματος Απόλλων (Apollo) είδαν πολλά πράγματα κατά τις αποστολές τους, αλλά δεν περίμεναν να δουν κάποια από αυτά και με τα μάτια κλειστά! Ταξιδεύοντας στο Διάστημα ή περπατώντας στη Σελήνη, ορισμένες φορές παρατηρούσαν μυστηριώδεις λάμψεις χωρίς κάποια προφανή αιτία. Αυτές γίνονταν αντιληπτές εξίσου, ή και καλύτερα, με τα βλέφαρά τους κλειστά. Γρήγορα έγιναν κατανοητοί οι υπαίτιοι αυτού του φαινομένου: ήταν οι κοσμικές ακτίνες!

Οι κοσμικές ακτίνες είναι πρωτόνια ή βαρύτεροι πυρήνες υψηλών ενεργειών που περιπλανώνται στο διάστημα και εκπέμπονται από, μέχρι στιγμής, άγνωστες πηγές εκτός του Ηλιακού μας Συστήματος. Στη Γη, η ατμόσφαιρα μας παρέχει κάποια προστασία από αυτή τη φυσική πηγή ακτινοβολίας, καθώς οι κοσμικές ακτίνες συγκρούονται με μόρια του αέρα και χάνουν ενέργεια, παράγοντας διάφορα δευτερογενή σωματίδια (δηλαδή σωματίδια που προκύπτουν λόγω συγκρούσεων και διασπάσεων). Κάποια από αυτά κινούνται γρηγορότερα από την ταχύτητα του φωτός στον αέρα, και έτσι εκπέμπουν ακτινοβολία Cherenkov. Αυτό το έχουμε διακρίνει σε ειδικά πειράματα με θαλάμους παρατήρησης σωματιδίων αλλά δεν είναι κάτι που θα μπορούσαμε να δούμε με τα μάτια μας. Εκτός, από ότι φαίνεται, αν βρισκόμαστε στο Διάστημα.

Εκεί δεν υπάρχει ατμόσφαιρα, και έτσι οι κοσμικές ακτίνες μπορούν να “βομβαρδίζουν” σχεδόν ανενόχλητες τα κεφάλια των αστροναυτών, καθώς το μόνο εμπόδιο πρακτικά είναι η θωράκιση του διαστημοπλοίου ή του διαστημικού σταθμού. Έτσι μπορεί να παράγονται λάμψεις, ή η αίσθηση λάμψεων, με τρεις διαφορετικούς τρόπους (Εικόνα 2):

Ο πρώτος είναι με το να κάνουν περίπου ότι κάνουν και στην ατμόσφαιρα, δηλαδή να εκπέμπουν ακτινοβολία Cherenkov. Όμως αυτή τη φορά το ρόλο της ατμόσφαιρας παίζει το υαλώδες σώμα στο εσωτερικό του ανθρώπινου ματιού, όπου η τοπική τιμή της ταχύτητας το φωτός είναι χαμηλότερη από ότι στον αέρα, και έτσι οι κοσμικές ακτίνες παράγουν ακτινοβολία Cherenkov από μόνες τους εφόσον η ενέργειά τους είναι πάνω από κάποιο όριο*. Έτσι, βλέπουμε φως που παράγεται μέσα στο μάτι.

Ο δεύτερος τρόπος είναι με το να συγκρούονται κατευθείαν με τον αμφιβληστροειδή χιτώνα στο πίσω μέρος του ματιού. Αυτός ο χιτώνας είναι ουσιαστικά ο ‘αισθητήρας’ του ανθρώπινου ματιού, που καταγράφει φωτόνια που προσκρούουν υπό διαφορετικές γωνίες, στέλνοντας αυτή την εικόνα στον εγκέφαλο για επεξεργασία. Μία κοσμική ακτίνα μπορεί να χτυπάει τα κύτταρα του αμφιβληστροειδούς με τον ίδιο τρόπο, κάνοντας τον εγκέφαλο να αντιλαμβάνεται λάμψεις φωτός. Εξάλλου, και απλά σωματικά χτυπήματα στο μάτι μας κάνουν να βλέπουμε λάμψεις, καθότι αυτό είναι το μόνο είδος σήματος που ο αμφιβληστροειδής μπορεί να μεταδώσει στον εγκέφαλο.

Ο τρίτος τρόπος είναι με το να προσκρούουν κατευθείαν, από οποιαδήποτε κατεύθυνση, στο οπτικό νεύρο ή στον οπτικό φλοιό, δηλαδή ερεθίζοντας την περιοχή του εγκεφάλου όπου γίνεται η επεξεργασία της όρασης.

Αμέσως ξεκίνησαν πειράματα που επιβεβαίωσαν μεν ότι οι λάμψεις συμπίπτουν με κοσμικές ακτίνες αλλά δεν μπορούσαν να ξεδιαλύνουν εύκολα τον ακριβή τρόπο. Πειράματα ακτινοβόλησης εθελοντών στο έδαφος (με πολύ χαμηλές δόσεις) έδειξαν ότι μάλλον δεν ευθύνεται ο οπτικός φλοιός. Τη δεκαετία του 1990 πραγματοποιήθηκε το πείραμα SilEye-Alteino στον Ρωσικό διαστημικό σταθμό Mir και το 2006 το πείραμα ALTEA στο Διεθνή Διαστημικό Σταθμό για την έρευνα του φαινομένου, και υπό αυτές τις συνθήκες παρατηρήθηκε ότι οι συσχετιζόμενες κοσμικές ακτίνες ήταν κυρίως πυρήνες, που δύσκολα θα μπορούσαν να παράγουν ακτινοβολία Cherenkov μέσα στο μάτι (καθώς, για την ίδια ενέργεια με ένα πρωτόνιο, ένας βαρύτερος πυρήνας θα έχει χαμηλότερη ταχύτητα). Άρα, από ότι φαίνεται με τα μέχρι στιγμής πειράματα, ο επικρατέστερος τρόπος παραγωγής λάμψεων είναι με την πρόσκρουση κοσμικών ακτίνων στον αμφιβληστροειδή χιτώνα του ματιού. 

Οι διαστημικές αποστολές ενέχουν πολλούς, και ακόμα σχετικά ανεξερεύνητους, κινδύνους για τα ανθρώπινα μάτια. Αλλά τουλάχιστον οι λάμψεις φωτός φαίνεται πως είναι μάλλον ακίνδυνες. Οι αστροναύτες παύουν να τους δίνουν ιδιαίτερη σημασία ύστερα από μερικές εβδομάδες. Αλλά είναι ο πιο φυσικός τρόπος για να αντιλαμβανόμαστε τις κοσμικές ακτίνες που μας περιτριγυρίζουν ανά πάσα στιγμή, χωρίς τη χρήση ειδικών οργάνων. Απλά κλείνοντας τα μάτια**.

* Τουλάχιστον 470MeV, αν είναι πρωτόνια, ή υψηλότερη αν είναι βαρύτεροι πυρήνες

** Κλείνοντας τα μάτια ενώ είμαστε στο διάστημα. Αν βλέπετε περίεργες λάμψεις όταν κλείνετε τα μάτια στη Γη, τότε καλό είναι να το πείτε σε έναν οφθαλμίατρο γιατί μπορεί να είναι ένδειξη προβλήματος υγείας του ματιού.