Kad runa ir par gamma starojumu, Mēness patiesībā ir gaišāks nekā saule

Pin
Send
Share
Send

Baismīgais, ellīgais mirdzums, kas nāk no Mēness, šajā attēlā var šķist nereāls, jo tas mūsu acīm ir neredzams. Bet instrumenti, kas uztver gamma starus, mums saka, ka tas ir īsts. Tas ir vairāk nekā tikai graudains, sarkans attēls, tas ir spilgts atgādinājums, ka notiek vairāk, nekā sanāk cilvēka acis.

Tas ir arī atgādinājums, ka visi cilvēki, kuri apmeklē Mēnesi, ir jāaizsargā no šī augstas enerģijas starojuma.

No kosmiskajiem stariem līdz gamma stariem

NASA Fermi gamma-staru kosmiskais teleskops uztvēra šos Mēness gamma staru attēlus. Šajā elektromagnētiskā spektra daļā Mēness faktiski ir gaišāks nekā Saule. Tas ir tāpēc, ka Saule lielāko daļu enerģijas ražo citās spektra daļās, kaut arī tā izstaro dažus gamma starus, it īpaši saules uzliesmojumu laikā.

Lielākā daļa gammu staru mūsu Saules sistēmā nāk no attāliem avotiem, piemēram, kvazāriem un aktīviem galaktikas kodoliem (AGN.). Mēness ir netiešs gamma starojuma avots un rada mijiedarbību ar kosmiskajiem stariem.

Kosmiskie stari ir augstas enerģijas starojuma veids, ko lielākoties rada ārpus mūsu Saules sistēmas. Tos ražo tādas lietas kā supernovas un aktīvi galaktikas kodoli. Kad kosmiski stari ietekmē, piemēram, Mēness virsmu, tie rada gamma starus.

Divi Itālijas Nacionālā kodolfizikas institūta zinātnieki Mario Nicola Mazziotta un Francesco Loparco ir pētījuši Mēness gamma starojumu kā līdzekli kosmisko staru izpratnei. Kosmiskie stari ir ātri kustīgas daļiņas, un paātrinājumu viņi iegūst no avotiem, piemēram, iepriekšminētajām supernovām un AGN.

“Kosmiskie stari lielākoties ir protoni, kurus paātrina dažas no visenerģētiskākajām parādībām Visumā, piemēram, sprādzienbīstamu zvaigžņu un strūklu triecienviļņi, kas rodas, matērijai iekrītot melnajos caurumos,” skaidroja Mazziotta NASA paziņojumā presei.

Daļiņas, kas veido kosmiskos starus, tiek elektriski lādētas. Kad viņi sit magnētisko lauku, piemēram, Zemes magnetosfēru, tie lielākoties tiek novirzīti. Bet Mēnesim trūkst magnētiskā lauka. Tā rezultātā pat vājākie kosmiskie stari tieši sit uz Mēness virsmu, un tas rada gamma starus. Mēness faktiski absorbē lielāko daļu radīto gamma staru, bet daži izkļūst kosmosā.

Un Fermi teleskops tos var redzēt, pārvēršot Mēnesi par sava veida nejaušu daļiņu detektoru.

Fermi gamma-staru kosmiskais teleskops (FGRST) darbojas jau 11 gadus. Mazziota un Loparco ir izpētījuši Mēness attēlus no teleskopa misijas garuma, un laika gaitā skats ir uzlabojies.

“… Mēness nekad neiziet no ikmēneša fāžu cikla un vienmēr izskatīsies pilns.”

Frančesko Loparko, Itālijas Nacionālais kodolfizikas institūts.

Mēness gamma staru stiprums ne vienmēr ir konsekvents. Laika gaitā tas mainās. Mazziotta un Loparco apkopoja datus par Mēness gamma stariem, kas pārsniedza 31 miljonu elektronu voltu, kas ir 10 miljonus reižu jaudīgāks par redzamo gaismu, un laika gaitā tos organizēja. Rezultātā tika iegūts šāds attēls, kurā redzams, ka laika gaitā skats uzlabojas.

"Skatoties uz šīm enerģijām, Mēness nekad neiziet ikmēneša fāžu ciklu un vienmēr izskatīsies pilns," sacīja Loparco.

Fakts, ka Mēness izstaro šos gamma starus, ir piesardzīgs. NASA Artemis programma redzēs vairāk astronautu uz Mēness potenciāli ilgāku laika periodu nekā citas Mēness misijas. Viņi būs jāaizsargā gan no kosmiskajiem stariem, kas sit Mēnesi, gan no Mēness gamma stariem, kas rodas.

Sarežģīta mijiedarbība

Kosmisko staru, gamma staru, Mēness un Saules mijiedarbība var būt sarežģīta. Gamma stariem var būt atšķirīgs enerģijas līmenis. Piemēram, šie FGRST attēli uztver tikai gamma starus, kas par noteiktu daudzumu pārsniedz 31 miljonu elektronu voltu (MeV). Bet gamma stari var būt daudz enerģiskāki, un tie var būt miljardos vai pat triljonos MeV.

Tā kā kosmisko staru elektriskais lādiņš nozīmē, ka tos var novirzīt ar magnētiskajiem laukiem, un Saulei ir spēcīgs magnētiskais lauks, tikai visspēcīgākie var sazināties ar Sauli. Šie šie spēcīgie kosmiskie stari, savukārt, skar Saules atmosfēras blīvo daļu un rada ļoti spēcīgus gamma starus. Tātad Saule gamma staros, kas pārsniedz 1 miljardu elektronu voltu, ir spožāka nekā Mēness.

Saules 11 gadu cikls ietekmē arī kosmiskos starus, kas skar Mēnesi, un gamma starus, kas rodas. Šī cikla laikā Saule piedzīvo magnētiskā lauka variācijas. Tā rezultātā dažreiz uz Mēnesi sit vairāk kosmisko staru nekā citreiz. Šīs kosmisko staru mainības, kas skar Mēness virsmu, rada Mēness gamma staru mainīgumu. Pēc Fermi datiem, tas var mainīties par 20%.

Gan gamma stari, kas nāk no Mēness, gan kosmiskie stari, kas tos rada, gan rada draudus astronautiem, jo ​​abi ir jonizējošs starojums ar lielu iespiešanās spēku. Tas prasa daudz ekranēšanas, lai neļautu viņiem streikot astronautiem. Materiāli ar augstu atomu skaitu ir efektīvi vairogi. Svins (atoma numurs 82) ir labs vairogs, jo tas ir arī ļoti blīvs.

Zemākas enerģijas gamma stariem risku astronauti rada laika gaitā veiktā iedarbība. Padomājiet par rentgena tehniķi salīdzinājumā ar rentgena pacientu. Pacienta rentgenstaru iedarbība visu mūžu nav ļoti augsta, tāpēc pacients uzņemas risku. Tomēr tehniķim lietas ir atšķirīgas. Viņi tiek pakļauti katru darba dienu, tāpēc viņi atstāj telpu un ir aizsargāti pret rentgena stariem ar tādiem materiāliem kā svins.

Tas ir līdzīgs astronautiem. Jo vairāk laika viņi pavadīs uz Mēness gamma vai kosmisko staru vidē, jo vairāk viņiem būs jāierobežo viņu ekspozīcija. Ne tikai ar ekranēšanu, bet ar laika noteikšanu.

Mēģinājums izprast Mēness radiācijas vidi

Šie Fermi gamma-staru kosmiskā teleskopa dati palīdz zinātniekiem izprast gamma / kosmisko staru risku uz Mēness. Ja ir reizes, kad Mēness izstaro par 20% mazāk gamma starojuma Saules 11 gadu cikla dēļ, tad var būt saprātīgi izmantot šo laiku.

Apstarojuma iedarbība ir viens no galvenajiem šķēršļiem kosmosa ceļojumiem un ilgtermiņa misijām. Zemes magnetosfēra un atmosfēra ir gan radiācijas vairogi. Bet pat zemas Zemes orbītā astronauti riskē pakļaut lielāku starojumu.

Ja uz Mēness mēs redzam cilvēku klātbūtni, ir obligāti jāsaprot tur esošā radiācijas vide. NASA jau 2005. gadā ir izpētījusi Mēness starojuma vidi, sagaidot cilvēku priekšposteni uz Mēness. Kad viņi 2009. gadā palaida Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO), tajā bija instruments ar nosaukumu Kosmisko staru teleskops radiācijas iedarbībai (CRaTER).

CRaTER uzdevums ir raksturot Mēness radiācijas vidi un bioloģisko ietekmi, ko tas atstās uz astronautiem. Tas izmanto plastmasu, lai atdarinātu cilvēka audus un novietotu tos aiz dažādiem ekranēšanas materiāliem. Tajā laikā Harlan Spence, galvenais izmeklētājs CRaTER, sacīja: "Mēs ne tikai izmērīsim starojumu, bet arī izmantosim plastmasu, kas imitēs cilvēka audus, lai apskatītu, kā šīs ļoti enerģētiskās daļiņas iekļūst un mijiedarbojas ar cilvēka ķermeni."

Mēness gamma staru Fermi attēli ir vēl viens starojuma mīkla. Un tā ir mīkla, kas jāatrisina, pirms ir reālas cerības uz ilgtermiņa Mēness bāzi vai apkalpes komandējumiem uz Marsu.

Vairāk:

  • Preses relīze: Mēness mirdz spožāk nekā saule attēlos no NASA Fermi
  • NASA: Fermi gamma-staru kosmiskais teleskops
  • NASA: Elektromagnētiskā spektra tūre: gamma stari
  • Preses relīze: NASA Fermi kosmiskais teleskops palielina redzējumu par enerģiju
  • Paziņojums presei: izpratne par magnētisko sauli
  • NASA: radioaktīvais mēness

Pin
Send
Share
Send