Магнитное поле Земли — важнейший щит от космических угроз — возможно, защищает даже Луну от разрушительных галактических космических лучей.
Проносящиеся сквозь Вселенную с колоссальной мощностью и скоростью, галактические космические лучи — основной источник радиации в космосе. Но благодаря мощному магнитному полю Земли эти заряженные частицы обычно не достигают нашей планеты напрямую, ограждая нас от губительного излучения.
Новые данные, полученные китайским луноходом «Чанъэ-4», показывают, что влияние земного магнитного поля простирается гораздо дальше в космос, чем считалось ранее, — вплоть до области за орбитой Луны.
В исследовании, опубликованном в журнале Science Advances, учёные описали своеобразную «полость» в космическом пространстве между Землёй и Луной, где галактические лучи отклоняются земным магнитным полем. Это означает, что воздействие земного магнетизма ощущается намного дальше, чем предполагалось.
Луноход «Чанъэ-4» был запущен в 2018 году и стал первым аппаратом, совершившим посадку на обратной стороне Луны. На борту находился нейтронный и дозиметрический эксперимент (Lunar Lander Neutron and Dosimetry) — он измерял уровень радиации, с которым могут столкнуться будущие астронавты при высадке.
Долгое время считалось, что большая часть Луны находится вне зоны защиты земного магнитного поля. Однако в 2019 году учёные заметили в данных эксперимента нечто странное: оказалось, что Луна частично защищена от галактических космических лучей.
«Это стало для нас неожиданностью, — говорит Роберт Виммер-Швайнгрубер, соавтор исследования и физик из Кильского университета (Германия). — Лично я долго не верил в это, полагая, что речь идёт об артефакте в данных, пока мы не провели множество статистических тестов».
Галактические космические лучи возникают из множества источников — звёзды, сверхновые, чёрные дыры. К моменту приближения к Земле частицы обладают разной энергией: высокоэнергетические быстро проносятся через Солнечную систему, тогда как менее энергичные задерживаются — и именно их излучение может представлять опасность для астронавтов.
«Эти низкоэнергетические частицы не вызывали у нас особого интереса, пока мы не заметили этот эффект, — поясняет Виммер-Швайнгрубер. — Тогда мы поняли, что они важны для оценки дозы радиации, которую получат астронавты».
Защита астронавтов от радиации — критически важный аспект для поддержания человеческого присутствия в космосе. Необходимо создавать материалы, которые одновременно достаточно лёгкие для транспортировки в космос и достаточно эффективные для защиты от излучения, отмечает Филип Метцгер, профессор планетарных наук и космических технологий Университета Центральной Флориды (не участвовал в новом исследовании).
Более глубокое понимание распределения радиации в космосе — особенно в зоне между Землёй и Луной — поможет учёным планировать более безопасные миссии. Например, если NASA реализует план по созданию полупостоянного присутствия людей на Луне, астронавтам, возможно, стоит планировать работы вне защищённых сооружений в те периоды, когда Луна находится под влиянием земного магнитного поля.
«Это блестящее исследование, которое демонстрирует: чем больше мы изучаем явления за пределами нашей планеты, тем больше осознаём, как много нам ещё неизвестно, — говорит Метцгер. — Именно поэтому нам необходимы космические миссии».