Mjesec se obično opisuje kao neugodno mjesto za dugotrajan boravak. Bez guste atmosfere i bez vlastitog snažnog magnetskog štita, njegova je površina izravno izložena galaktičkim kozmičkim zrakama, visokoenergetskim česticama koje mogu oštetiti opremu i ozbiljno ugroziti zdravlje astronauta. Zato novo istraživanje donosi iznenađenje: znanstvenici su na Mjesecu uočili dosad neprepoznato razdoblje smanjenog zračenja, i to ondje gdje se takva zaštita nije očekivala.
Zemlju od takvih čestica u velikoj mjeri štiti njezino magnetsko polje, koje oko planeta stvara golemu zaštitnu ovojnicu. Za Mjesec se već zna da tijekom orbitiranja prolazi kroz repasti dio Zemljine magnetosfere, no rad objavljen u časopisu Science Advances pokazuje da se učinak zaštite može osjetiti i izvan tog područja. Drugim riječima, Zemljino magnetsko polje moglo bi dopirati dalje i utjecati na okoliš Mjeseca više nego što se dosad mislilo.
Pad koji se ponavlja
Ključni podaci stigli su s instrumenta Lunar Lander Neutron and Dosimetry, skraćeno LND, koji se nalazi na kineskom lenderu Chang’E-4 na daljoj strani Mjeseca. Kada su istraživači pregledali mjerenja, uočili su neobičan uzorak: u točno određenom dijelu lunarnog jutra broj galaktičkih kozmičkih zraka koje pogađaju detektore padao je za oko 20 posto.
Taj pad nije trajao dugo. Pojavljivao se samo oko dva dana tijekom svakog mjesečevog ciklusa. No upravo je njegova pravilnost istraživačima bila posebno važna. Budući da je LND prikupljao podatke kroz 31 ciklus, postalo je jasno da nije riječ o slučajnoj oscilaciji ili jednokratnoj anomaliji, nego o pojavi koja se uredno vraća.
To je bilo neočekivano jer se izvan Zemljine magnetosfere dosad uglavnom polazilo od pretpostavke da su galaktičke kozmičke zrake između Zemlje i Mjeseca raspoređene prilično ravnomjerno. Mjerenja su, međutim, pokazala da smanjenje nije jednako za sve čestice. Najizraženije je bilo kod protona niže energije, dok je kod čestica viših energija također zabilježen pad, ali slabiji.
To je važno i zbog sastava samih galaktičkih kozmičkih zraka. Oko 85 posto njih čine protoni, približno 12 posto atomi helija, a tek oko 1 posto otpada na teže jezgre. Upravo zato promjene u ponašanju protona, osobito onih niže energije, mogu mnogo reći o tome kako magnetska polja preoblikuju radijacijski okoliš u blizini Mjeseca.
Zaštita izvan poznate granice
Objašnjenje koje istraživači nude ne svodi se na to da magnetosfera ima oštar rub iza kojeg utjecaj Zemlje jednostavno prestaje. Magnetska polja ne nestaju naglo, nego postupno slabe s udaljenošću. Magnetosfera je područje u kojem Zemljino magnetsko polje nadjačava magnetsko polje Sunčeva vjetra, ali izvan te formalne granice njegov utjecaj očito još može biti dovoljno snažan da skrene dio nabijenih čestica.
Ključ je u tome što se nabijene čestice u magnetskom polju ne kreću posve ravno. Njihova se putanja zakrivljuje, a koliko će pritom skrenuti ovisi o masi, brzini i naboju same čestice. Budući da se dnevna strana Zemljine magnetosfere proteže na oko šest do deset Zemljinih radijusa, protoni niže energije na tom su prostoru osjetljiviji na njezin utjecaj. Zbog toga ih Zemljino magnetsko polje lakše skreće nego čestice viših energija.
Kako bi provjerili to tumačenje, tim je proveo računalne simulacije širenja galaktičkih kozmičkih zraka u prisutnosti Zemljina magnetskog polja. Rezultati su se poklopili s opažanjima, a dodatnu potporu pružili su i raniji podaci drugih svemirskih letjelica. Sve zajedno upućuje na to da je u blizini Mjeseca doista prisutna svojevrsna šupljina sa smanjenim zračenjem, iako njezin puni prostorni opseg zasad još nije precizno određen.
Za buduće misije to nije mala stvar. Galaktičke kozmičke zrake među najozbiljnijim su ograničenjima za dulji boravak ljudi izvan Zemlje, jer povećavaju zdravstveni rizik i troše osjetljivu opremu. Ako se unaprijed bude znalo kada i gdje se javljaju razdoblja slabijeg zračenja, planiranje ljudskih misija na Mjesec moglo bi postati sigurnije, osobito kada je riječ o aktivnostima astronauta izvan letjelice. Buduća mjerenja mogla bi zato ne samo razjasniti kako to zaštitno područje izgleda oko Mjeseca, nego i otvoriti šire pitanje postoje li slične zone zaštite i uz druga magnetizirana tijela u Sunčevu sustavu.
Ivan je novinar i autor koji piše o znanosti, svemiru i povijesti. Gostuje kao stručni sugovornik na Science Discovery i History Channelu te piše za Večernji list. Osnivač je Kozmos.hr, prvog hrvatskog portala posvećenog popularizaciji znanosti.
