Kosmiskie stari ir sīkas daļiņas, galvenokārt protoni, kas dažādos enerģijas līmeņos ietriecas Zemes atmosfērā. Katru sekundi Zemē ietriecas miljardiem kosmisko staru, lielākā daļa no tiem ar diezgan zemu enerģiju. Tomēr ik pa laikam kosmiskie stari ar ārkārtēju enerģijas līmeni ietekmē Zemi. Visjaudīgākais līdz šim reģistrētais bija viens protons ar 50 J enerģiju, kas aptuveni atbilst beisbola laukumam. Zinātnieki nespēj izskaidrot, kā daži no enerģiskākajiem stariem ieguva savu enerģiju.
Lai gan tos sauc par “kosmiskiem stariem”, jāatzīmē, ka kosmiskie stari ir punktveida daļiņas, nevis stari. Papildus protoniem, kas veido 90% no visiem kosmiskajiem stariem, ir arī hēlija kodoli, kas pazīstami arī kā alfa daļiņas, kas veido vēl 9%, un elektroni, kas veido atlikušo 1%.
Kosmoss ir piepildīts ar ātri kustīgu daļiņu vannu, ko sauc par kosmisko staru plūsmu. Kosmiskos starus sauc par jonizējošo starojumu, jo tiem ir tendence iedarboties uz molekulām ar tādu spēku, ka tie izsit elektronus no to sastāvā esošajiem atomiem, radot destruktīvus jonus. Biomateriāla gabals, kas pietiekami ilgi atstāts neaizsargāts kosmiskajā vidē, pārvērstos Šveices sierā. Tas ir viens no lielākajiem izaicinājumiem cilvēka kosmosa kolonizācijā, un visiem kosmosa koloniju projektiem ir masīvs vairogs, lai atvairītu kosmiskos starus.
Kosmiskie stari iegūst no augstas enerģijas kosmiskajiem objektiem un notikumiem, piemēram, neitronu zvaigznēm, supernovām un melnajiem caurumiem. Lielākā daļa kosmisko staru nāk no mūsu pašu galaktikas, kur tos izrauj supernovas vai palaiž kā katapulta no melnā cauruma stāvās gravitācijas akas. Faktiski noteiktu kosmisko staru jaudas līmeņu klātbūtne liecina, ka melnie caurumi patiešām pastāv.
Viens no augstākajiem Zemes atmosfēras līmeņiem ir pazīstams kā jonosfēra, jo to pastāvīgi jonizē ienākošie kosmiskie stari, kā arī saules starojums. Termosfēra, kas ir jonosfēras apakškopa, jonizējošā starojuma dēļ uzsilst līdz pat tūkstošiem grādu, taču, tā kā daļiņu blīvums šeit ir salīdzinoši zems, tā nejustos tik silta, ja jūs tur apmeklētu.
Enerģētiskākie kosmiskie stari nāk no īpaši augstas enerģijas notikumiem ārpus mūsu galaktikas, un tie nodrošina retu logu plašākā Visuma darbībā. Fiziķi būvē vairāku miljonu dolāru objektus, lai detalizēti izpētītu kosmisko staru plūsmu.