Kosmisten säteiden visuaalinen ilmiö

Kosmisten säteiden visuaalinen ilmiöllä tarkoitetaan spontaaneja näkyvän valon välähdyksiä, joita muun muassa astronautit maapallon magnetosfäärin ulkopuolella ovat havainneet esimerkiksi Apollo-avaruusohjelman aikana. Ilmiön syy ovat kosmiset säteet ja mahdollisesti niiden aiheuttamien fotonien päätyminen verkkokalvoille. Ilmiö voi liittyä myös fosfeeneihin eli ilmiöihin, joissa nähdään valoa ilman fotonien vuorovaikutusta silmän kanssa.
Mahdolliset aiheuttajat.
Valovälähdykset aiheutuvat avaruuslentäjien havaitsemista kosmisista säteistä, jotka ovat maapallon ilmakehän ulkopuolisia varautuneita suurienergisiä hiukkasia. Tarkkaa valovälähdyksiä aiheuttavaa mekanismia ei kuitenkaan tiedetä. Hypoteeseina on esitetty kosmisten säteiden aiheuttamaa Tšerenkovin säteilyä avaruuslentäjien silmien lasiaisissa, säteiden suoraa vuorovaikutusta näköhermon tai aivojen kanssa, näköreseptorien stimulaatio tai säteilyn yleistä vuorovaikutusta lasiaisen kanssa.
Ilmiön kuvaus.
Valoilmiöt.
Kuulentojen aikana avaruuslentäjät kertoivat välähdysten olevan valkoisia. Eräs kuulennolla ollut avaruuslentäjä kuitenkin sanoi, että hänen havaitsemansa ilmiö on ”sininen ja siinä on valkoinen heijastuma, ikään kuin sininen timantti”. Toisilla avaruusmatkoilla avaruuslentäjät ovat kertoneet nähneensä muitakin värejä, kuten keltaista ja vaalean vihreää, mutta harvoin. Jotkut avaruuslentäjät ovat kertoneet välähdysten olevan pääasiassa keltaisia, oransseja ja punaisia yleisten valkoisten ja sinisten välähdysten lisäksi.
Jerry Linenger on kirjassaan kertonut nähneensä aurinkomyrskyn aikana untaan häirinneitä valoilmiöitä, joihin silmien sulkeminen ei vaikuttanut. Linengerin mukaan suojautuminen avaruusaseman lyijytäytteisten akkujen taakse vähensi ilmiön vaikutusta.
Kertojien havaitsemien ilmiöiden muodot vaihtelevat. Kuulennoilla nähdyistä kuvioista 66 prosenttia oli tähtimäisiä, 25 prosenttia viivamaisia ja 8 prosenttia pilvimäisiä. Muilla avaruusmatkoilla käyneet ovat ilmoittaneet kuvioiden olevan venyneitä. 40 prosenttia kertoi kuvioiden olevan viivamaisia, 20 prosenttia näki komeettamaisia kuvioita ja 17 prosenttia näki yksittäisiä pisteitä. Muut kertoivat nähneensä useita pisteitä, pilvimäisiä ja tähtimäisiä kuvioita.
Liike.
Valoilmiön aikana tuntuu usein liikettä. Fuglesang ym. ovat panneet merkille, ettei havaittu liike ole ollut pystysuuntaista (vertikaalista). Liikettä on kuvailtu sivuttaissuuntaiseksi, viistoittuneeksi, "sisään-ulos"-maiseksi ja satunnaiseksi.
Valoilmiöitä aiheuttavat olot.
Hubble-avaruusteleskoopilta, kansainväliseltä avaruusasemalta (ISS) tai Mir-asemalta Maapallolle avaruudesta palanneet atronautit ovat kertoneet havainneensa valovälähdyksiä vaihtelevissa oloissa. Valoilmiöt olivat näkyvimpiä pimeässä, mutta niitä näkyi myös kirkkaassa valaistuksessa.
Yleisyys.
Ilmiön yleisyys vaikuttaa vaihtelevan yksilöittäin. Kaikki avaruuslentäjät eivät koe ilmiötä. Apollo-avaruusohjelman kuumatkojen aikana avaruuslentäjät raportoivat nähneensä ilmiön keskimäärin kerran joka 2,9. minuutti. Muilla avaruusmatkoilla avaruuslentäjät ovat kertoneet havainneensa ilmiön kerran joka 6,8. minuutti.
Apollo-ohjelman kuulennoilla menomatkoilla Kuuhun avaruuslentäjät havaitsivat ilmiöitä useammin kuin paluumatkalla. Avdeev ym. esittivät vuonna 2002 syyksi herkkyyden vähentymistä.
Kokeet.
Alfmed.
Apollo 16- ja 17-matkojen aikana vuonna 1972 avaruuslentäjät suorittivat Alfmed-kokeen (engl. "Apollo Light Flash Moving Emulsion Detector"), jossa heillä oli päässä kypärä, joka oli suunniteltu havaitsemaan kosmisia säteitä. Kypärän mittaustuloksia verrattiin avaruuslentäjien havaintoihin. Tutkimuksen tuloksista tutkijat päättelivät ilmiön johtuvan kosmisista säteistä.
SilEye-Alteino ja Altea-projektit.
SilEye-Alteino- ja Altea-projektit (engl. "Anomalous Long Term Effects in Astronauts' Central Nervous System") ovat tutkineet valoilmiötä ISS:llä kypärillä, jotka ovat samanlaisia kuin Alfmedissä käytetyt. Tutkimuksessa ilmiön todennäköisimpänä syynä pidettiin kosmisten säteiden aiheuttanutta Tšerenkovin säteilyä.
1970-luvun kokeet Maapallolla.
Ilmiötä on myös tutkittu 1970-luvulla maapallon pinnalla. Kokeissa vapaaehtoisia säteilytettiin neutronisäteilyllä sen jälkeen kun he ensin olivat totutelleet hetken pimeään. Charman ym. (1971) kokeessa havaittiin astronauttien raportoimia valoilmiöitä vastaavia valoja 14 MeV säteilyllä, joka oli liian heikkoa noin 500 MeV vaativan Tšerenkovin säteilyn ilmenemiselle. Siksi tutkijat päättelivät ilmiön johtuvan Tšerenkovin säteilyn sijasta mahdollisesti näköhermojen stimulaatiosta. Koe ei kuitenkaan sulkenut pois Tšerenkovin säteilyn osallisuutta avaruuslentäjien näkemiin valoihin, mutta selvitti vastaavanlaisia valoilmiöitä ilmenevän myös muilla mekanismeilla. Tobiasin ym. (1971) kokeessa käytettiin 20-640 MeV neutronisäteilyä.