Visokoenergetske čestice zvane galaktičke kozmičke zrake (GCR) bombardiraju nezaštićene objekte u svemiru, često uzrokujući štetu. Zemlja je od njih zaštićena svojim magnetskim poljem.

Poznato je kako Mjesec prolazi kroz dio Zemljine magnetosfere. Nova studija, objavljena u časopisu Science Advances, sugerira kako bi Mjesec mogao imati dodatnu zaštitu i na drugoj točki svoje orbite. Iako ovaj džep zaštite postoji kada je Mjesec izvan magnetosfere, istraživači vjeruju kako su učinci i dalje posljedica Zemljinog magnetskog polja.

Kada je istraživački tim analizirao podatke s instrumenta Lunar Lander Neutron and Dosimetry (LND) na kineskom landeru Chang'E-4, bili su iznenađeni padom od 20 posto u GCR česticama koje su pogodile detektore dok je lander bio na suprotnoj strani Mjeseca. To se dogodilo u određeno vrijeme tijekom lunarnog "jutra" i samo tijekom dva dana svakog lunarnog ciklusa. 

Pošto je LND prikupljao podatke tijekom 31 ciklusa, tim je mogao ustanoviti kako se ne radi samo o jednokratnoj pojavi. To je bilo neočekivano jer se prethodno pretpostavljalo kako su GCR-i ravnomjerno raspoređeni u prostoru između Zemlje i Mjeseca, izvan Zemljine magnetosfere.

Moguća zaštita za astronaute i opremu

GCR-i se sastoje od različitih vrsta nabijenih čestica različitih energetskih razina. Većina (oko 85 posto) su protoni, dok je oko 12 posto atoma helija, a samo oko jedan posto su teže jezgre. Podaci su pokazali kako je smanjenje broja čestica bilo najizraženije za protone niže energije. Broj čestica više energije također je smanjen, ali u manjoj mjeri.

Magnetska polja ne prestaju jednostavno postojati u određenoj točki. Umjesto toga, njihov utjecaj se sve više smanjuje s udaljenošću od izvora. Magnetosfera je područje gdje Zemljino magnetsko polje prevladava nad magnetskim poljem solarnog vjetra. Dakle, iako je Mjesec bio izvan Zemljine magnetosfere tijekom ovih točaka nižeg broja čestica, njegovo magnetsko polje i dalje je vršilo određeni stupanj magnetske sile - dovoljno za utjecaj na GCR čestice.

Do skretanja je došlo zbog žiro-radijusa čestica, što je radijus kružnog gibanja koje slijede u prisutnosti uniformnog magnetskog polja. Ovisi o masi čestice, njezinoj brzini i naboju.

"Veličina Zemljine magnetosfere na dnevnoj strani proteže se oko šest do 10 Zemljinih radijusa, što je usporedivo s žiro-radijusima protona niže energije. Stoga, čestice niže energije lako su pod utjecajem Zemljinog magnetskog polja zbog njihovih manjih žiro-radijusa u usporedbi s česticama više energije", pišu autori studije.

Za dodatnu potvrdu, tim je proveo simulacije čestica kako bi modelirao učinak Zemljinog magnetskog polja na širenje GCR-a. Ove simulacije, zajedno s prethodnim dodatnim podacima svemirskih letjelica, potvrdile su uočeno smanjenje GCR-a na tim lokacijama.

Iako puni prostorni opseg zaštitnog pojasa još nije precizno određen, nalazi bi mogli biti korisni za buduće svemirske misije. Poznavanje područja smanjenog zračenja može pomoći u održavanju sigurnosti astronauta i opreme na budućim misijama.