Магнитосфера Земли защищает Луну от космической радиации
Новые исследования показывают, что земное магнитное поле более эффективно, чем считалось ранее.
У Земли особенно мощная магнитосфера — пузыреобразная капсула магнитного поля, защищающая планету и её обитателей от солнечной активности и других космических угроз. Удивительно, но эта защита распространяется и на Луну, орбита которой периодически входит и выходит за пределы магнитосферы. Новое исследование предполагает, что мы недооценили эффективность этой защиты.
В статье, опубликованной в журнале Science Advances, исследователи представили доказательства, что «полость» из заряженных частиц, формируемая магнитосферой Земли, защищает Луну от космических лучей, даже когда она находится за пределами магнитосферы. Исследование основано на анализе данных, собранных китайским луноходом Chang’e-4, и может повлиять на планы будущих космических миссий, где радиация является серьёзной угрозой для астронавтов.
Исследователь Роберт Виммер-Швейнгрубер из Кильского университета в Германии отметил: «Мы ожидали, что уровень радиации на поверхности Луны будет постоянным, когда она находится вне магнитосферы Земли. Однако обнаружили, что магнитосфера обеспечивает больше защиты, чем предполагалось.»
Зашита в условиях космической погоды
Космическая погода часто вызывает геомагнитные бури и отключения электросетей. Но для астронавтов, находящихся в космосе, галактические космические лучи являются основным источником радиации. Когда мощные события, такие как сверхновые, создают ударные волны, частицы, такие как протоны, получают столь высокую энергию, что движутся почти со скоростью света и проникают глубоко в Солнечную систему.
С другой стороны, Луна периодически входит и выходит из-под защиты магнитосферы Земли на своей 27-дневной орбите. До сих пор считалось, что радиационный фон на лунной поверхности остаётся относительно постоянным, когда она не в магнитосфере.
Магнитосфера как далеко идущий щит
Понимание этого изменилось, когда данные Chang’e-4 показали снижение радиации на 20% на поверхности Луны в «дополненное время», когда орбита Луны находится на противоположной стороне относительно магнитосферы Земли. Команда провела статистические тесты, изучая радиационные частицы в пространстве между Землей и Луной в течение 31 лунного цикла, учитывая колебания солнечной активности.
Помимо данных Chang’e-4, исследователи также изучили тенденции, собранные зондом NASA Lunar Reconnaissance Orbiter, и обнаружили, что влияние магнитосферы предоставило дополнительную защиту для лунной поверхности.
«Мы были приятно удивлены, увидев это дополнительное экранирование», — отметил Виммер-Швейнгрубер. Открытие, которое прежде не предсказывали, но теперь оно совершенно логично.
Прятки в полости
По мнению команды, эти выводы могут иметь ключевое значение для будущих космических миссий. Пониженный уровень ионизирующего излучения может снизить риск, которому подвергаются астронавты. Виммер-Швейнгрубер добавил, что к концу миссии Chang’e-4 аппарат зафиксировал несколько солнечных частиц, увеличивших уровень радиации в более чем 10 раз.
Хотя космическая погода остаётся сложным явлением, новое исследование представляет собой важный шаг вперёд, особенно на фоне планов по возвращению людей на Луну в рамках миссий, таких как NASA Artemis.
«Здорово, что мы готовимся вернуться на Луну», — сказал Виммер-Швейнгрубер. — «Вскоре мы сможем наблюдать за тем, что делают астронавты там, и, возможно, даже удалённо следить за их деятельностью. Это даст нам возможность пережить исследование нашего ближайшего космического соседа, Луны.»
