宇宙線為來自太系以外的高能量粒子，能量約從109eV to 1020eV以上。在靠近地球的太空中，每秒每平方公分約有一個宇宙線穿過。宇宙線的主要份是質子，及其它核種從氦核到鐵核以上，甚至微量的鑭系元素。人造粒子加速其最高能量約為1013eV。右圖顯示了宇宙線的能譜，橫12個數量級的能量。能譜上有兩個有重要理意義的轉折點，1015eV稱為膝點（knee），3′1018eV稱為踝點（ankle）。極高能宇宙線（Ultra High Energy Cosc Rays: UHECR）主要研究1018eV以上的宇宙線。為什麼會有這麼高的能量？它們的來源在那裡？它們是什麼粒子？這些都是宇宙線理學家的研究課題。

UHECR的研究經費在國超導對撞機（Superconducting Super Collidea）計劃終止後快速增加，並為天文粒子理學研究的三大主流之一（另兩項為微中子與暗質）。

宇宙線中的核子之所以能夠從他們遙遠的源頭一直到達地球，是因為宇宙中質的低度。核子與其它質有着強烈的應，所以當宇宙線接近地球時，便開始於大氣層氣中的核子撞擊。在粒子雨的過程中，這些撞產生很多π介子和K介子，這些是會很快衰退為不穩定的μ介子。由於與大氣層沒有強烈的應以及時間膨脹的相對論效應，許多μ子能夠到達地球表面。μ子屬於電離輻，從而可以輕易被許多粒子探測檢測到，例如氣泡室，或閃爍探測。如果多個μ子在同一時間被不同的探測檢測到，那麼它們一定產自同一次粒子雨。

如今，新的探測手段能夠不通過粒子雨這個現象檢測這些高能粒子，也就是在太空中，不大氣層的干擾，直接探測宇宙線，例如阿爾法磁譜儀實驗。

科學家們對宇宙線可能對遙遠的系外行星宜居造的影響開展研究。在過去20年間，科學家們使用地面和空間遠鏡設備發現了上百顆系外行星，這喚起了人們的希，人們認為在那些系外行星中或許存在着某種形式的外星生命。研究人員的興趣尤其集中在那些位於所謂“宜居帶”區域的系外行星，在這些區域，行星距離恆星的遠近適當，從而允許水以態形式存在於其地表。在地球上，態水孕育了富的生命形式。

研究人員認為，一顆行星遭的輻水平將影響其宜居。儘管一顆行星經的外部輻通量中，來自它的“太”的通量要遠高於來自星系的宇宙線，但後者的粒子能量要遠遠高於太輻中的子和質子流能量，從而使其有不可忽視的影響。

這項研究的作者迪米特里·艾特利(Ditra Atri)是一名來自“藍大理石空間科學研究所”的天理學家，這是一家由來自世界各地的科學家們組的非盈利研究機構。研究人員對可能影響行星接到輻劑量的兩個重要因素進行了關注，包括其磁場的強度，以及大氣層的厚度。

艾特利表示：“當我在對火星和地球開展研究時便開始思考這個問題。這兩顆行星是近鄰，但地球上擁有繁盛的生圈，火星卻是一片荒蕪。這是為什麼？”他說：“主要的原因就在於，相比地球，火星的環境輻通量很高。這是因為火星的大氣層相比地球幾乎可以忽略不計，以地球的標準來看，它非常非常稀薄。另外火星也沒有全球的磁場，因此它便相應的缺乏地球那樣面對宇宙線的保護層。因此我認為正是這樣的差異導致了兩顆原本相似的行星完全迥異的命運。”

研究人員模擬了不同的行星景，從完全缺乏磁場的行星，到像擁有地球那樣強磁場的行星；從擁有非常稀薄大氣層的行星，到擁有像地球那樣濃大氣層的行星。艾特利表示：“我們知道地球的磁場保護着我們免宇宙線的傷害，我們也認為宇宙線是對地面環境輻通量造顯着影響的因素。”

然而出乎意料的是，艾特利表示：“我們發現行星的大氣層厚度才是對行星地表輻通量有更重要作用的因素。”他說：“如果以地球為例，你將地球的磁場完全去除，那麼我們暴於環境中的輻通量將上升兩倍，這是非常大的增加，但儘管如此，這樣也不會對我們的生存構嚴重的威脅。然而，如果你保留磁場，但將地球的大氣層濃度降低10倍，那麼我們接到的輻通量將會上升兩個數量級。”

科學家們現在傾向於認為那些圍繞紅矮星運行的系外行星是搜尋外星生命的理想地點，因為這類恆星相對暗弱，它們的數量是宇宙中最多的，大約佔到宇宙中全部恆星數量的80%左右。然而統計學研究顯示在相對接近紅矮星的宜居帶中的系外行星似乎更傾向於擁有較弱的磁場，這一傾向在一類被稱作“超級地球”的系外行星中顯得尤其明顯。所謂“超級地球”是指那些質量在10倍地球質量以下的岩石質行星。天生學家們認為這些行星較弱的磁場可能會導致其不適宜生命生存，然而此次的這項發現表明，較弱的磁場可能並不會構大的問題。

艾特利表示，未來的進一步研究將考察增長的輻通量將如何影響生命的演化進程。他說：“現有針對輻劑量對生作用的研究主要做法是使用很高的輻劑量來考察生在這樣的環境下將到怎樣的傷害，是否會死亡。但我認為系統考察在逐漸升高的輻劑量環境下生的反應將能更好地為研究宇宙線對宜居環境的影響提供參考。”

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