|
Магнитное поле Земли создает щит на Луне
|
|
|
|
Частицы высокой энергии, называемые галактическими космическими лучами (GCR), бомбардируют незащищенные объекты в космосе, часто нанося ущерб. Земля, однако, защищена своим магнитным полем, которое создает вокруг планеты защитную оболочку, способную отражать опасные заряженные частицы, такие как GCR.
|
|
|
|
Известно, что Луна проходит через хвостовидную часть магнитосферы Земли, но новое исследование, опубликованное в журнале Science Advances, предполагает, что Луна может испытывать дополнительную защиту в другой точке своей орбиты. Хотя этот защитный слой существует, когда Луна находится за пределами магнитосферы, исследователи полагают, что эффект все еще обусловлен магнитным полем Земли.
|
|
Аномальное снижение количества частиц
|
|
|
|
Когда исследовательская группа проанализировала данные, полученные с помощью нейтронно-дозиметрического лунного модуля (LND), расположенного на борту китайского посадочного модуля "Чанъэ-4", они были удивлены, обнаружив, что количество частиц GCR, попадающих на детекторы, снизилось на 20%, когда посадочный модуль находился на обратной стороне Луны. Это происходило в определенное время лунного "утра" и продолжалось примерно 2 дня в каждом лунном цикле. Поскольку LND собирал данные за 31 цикл, команда могла видеть, что это не было единичным случаем. Это было неожиданно, поскольку ранее предполагалось, что GCR равномерно распределены в пространстве между Землей и Луной, за пределами магнитосферы Земли.
|
|
|
|
|
|
|
GCR состоят из различных типов заряженных частиц с различной энергией. Большинство из них (около 85%) состоят из протонов, около 12% - из атомов гелия, и только около 1% - из более тяжелых ядер. Данные показали, что уменьшение количества частиц было наиболее выраженным для протонов с низкой энергией. Количество частиц с более высокой энергией также было снижено, но в меньшей степени.
|
|
Неожиданная защита
|
|
|
|
Магнитные поля не просто перестают существовать в определенный момент. Напротив, их влияние просто уменьшается с удалением от источника. Магнитосфера - это область, где магнитное поле Земли преобладает над магнитным полем солнечного ветра. Таким образом, хотя Луна находилась за пределами магнитосферы Земли в эти периоды меньшего количества частиц, ее магнитное поле все еще оказывало некоторую магнитную силу — достаточную для воздействия на частицы GCR.
|
|
|
|
Команда исследователей утверждает, что частицы отклонялись из-за их гирорадиуса, который представляет собой радиус кругового движения, которому они следуют в присутствии однородного магнитного поля. Это также зависит от массы частицы, ее скорости и заряда.
|
|
|
|
"Размер магнитосферы Земли на дневной стороне простирается примерно на 6-10 земных радиусов, что сопоставимо с гирорадиусом протонов с более низкой энергией. Следовательно, частицы с более низкой энергией легко поддаются воздействию магнитного поля Земли из-за их меньшего гирорадиуса по сравнению с частицами с более высокой энергией", - пишут авторы исследования.
|
|
|
|
Чтобы еще раз подтвердить эти выводы, команда провела моделирование частиц, чтобы смоделировать влияние магнитного поля Земли на распространение GCR. Это моделирование, наряду с предыдущими дополнительными данными космических аппаратов, подтвердило наблюдаемое снижение GCR в этих местах.
|
|
|
|
Более безопасные лунные миссии
|
|
|
|
Хотя полная пространственная протяженность полости еще точно не определена, команда считает, что эти результаты ценны для будущих космических миссий. Знание того, где находятся зоны пониженной радиации, может помочь обеспечить безопасность астронавтов и оборудования в будущих миссиях, поскольку частицы GCR серьезно вредят здоровью человека и могут повредить оборудование.
|
|
|
|
"Это открытие дает потенциальную стратегию для планирования миссий, особенно для пилотируемых полетов на Луну и выхода в открытый космос, поскольку операции могут быть приурочены к этим периодам пониженной радиации, чтобы снизить риск облучения. Будущие исследования с расширенными наборами данных могли бы еще больше прояснить пространственную протяженность и поведение этой полости, предлагая более глубокое понимание потенциальных стратегий защиты от радиации не только для системы Земля-Луна, но и, возможно, для миссий вблизи других намагниченных тел в Солнечной системе", - пишут авторы исследования.
|
|
|
|
Источник
|
