Zemské magnetické pole zřejmě sahá dál, než jsme si mysleli. Na Měsíci vytváří zónu se slabší radiací

Zemské magnetické pole dlouhodobě funguje jako ochranný štít, který naši planetu chrání před nebezpečným kosmickým zářením. Nový výzkum, publikovaný v odborném časopisu Science Advances, ale ukazuje, že tento vliv sahá dál, než se dosud předpokládalo – a dokáže částečně chránit i Měsíc.

Vědci objevili dosud neznámou „kapsu“ se sníženou radiací, která vzniká díky magnetickému poli Země, přestože se Měsíc v té době nachází mimo její magnetosféru.

Neviditelná hrozba

V hlubokém vesmíru neustále proudí takzvané galaktické kosmické záření (GCR). Jde o vysokoenergetické částice – převážně protony, ale také jádra helia a těžších prvků – které mohou poškozovat elektroniku i živé organismy. Zatímco Země je před nimi chráněna magnetickým polem, Měsíc takovou ochranu prakticky nemá, a proto je jeho povrch vystaven intenzivní radiaci.

Dosud se předpokládalo, že mimo zemskou magnetosféru je toto záření rozloženo víceméně rovnoměrně. Nová data však tuto představu zpochybňují.

Pokles částic na odvrácené straně

Klíčová data poskytl přístroj LND (Lunar Lander Neutron and Dosimetry) umístěný na čínském landeru Čchang-e 4, který zkoumá odvrácenou stranu Měsíce. Vědci při analýze zjistili, že v určitých chvílích docházelo k přibližně 20% poklesu počtu dopadajících částic kosmického záření. Tento pokles se opakoval pravidelně – vždy po dobu zhruba dvou dnů během každého měsíčního cyklu, konkrétně v období lunárního „rána“. Díky dlouhodobému měření (během 31 cyklů) bylo jasné, že nejde o náhodu.

Zajímavé také je, že nejvýraznější pokles se týkal částic s nižší energií, především protonů. Vysoce energetické částice byly ovlivněny méně.

Ačkoliv se Měsíc v době tohoto jevu nachází mimo magnetosféru Země, magnetické pole nemá ostrou hranici – s rostoucí vzdáleností jen postupně slábne. I v těchto vzdálenějších oblastech tak stále působí dostatečně silně na to, aby ovlivnilo pohyb nabitých částic.

Klíčovým faktorem je tzv. gyroradius (někdy též označovaný jako Larmorův poloměr) – tedy poloměr kruhového pohybu, který částice opisuje v rovnoměrném magnetickém poli. Tento poloměr závisí na hmotnosti, rychlosti a elektrickém náboji částice. Menší a pomalejší částice (například nízkoenergetické protony) mají menší gyroradius, a proto jsou magnetickým polem snáze odkláněny.

Právě proto dochází k tomu, že Země dokáže „odfiltrovat“ část kosmického záření i ve větší vzdálenosti – a vytvořit tak jakousi dočasnou ochrannou zónu v okolí Měsíce.

Aby si vědci byli jistí, že nejde o chybu měření, vytvořili počítačové simulace šíření kosmického záření v okolí Země a Měsíce. Ty potvrdily, že magnetické pole Země skutečně může způsobit pozorovaný pokles částic. Výsledky navíc souhlasí i s daty z dalších kosmických sond.

Význam pro budoucí mise

Objev této „bezpečnější“ lunární oblasti může mít praktické využití. Kosmické záření představuje jedno z největších rizik pro astronauty i techniku mimo ochranu Země. Pokud se podaří přesněji určit, kdy a kde se tyto oblasti se sníženou radiací vyskytují, mohou se podle nich plánovat budoucí mise.

Například výstupy astronautů na povrch Měsíce by bylo možné načasovat tak, aby probíhaly právě v těchto obdobích nižší radiace. To by mohlo výrazně snížit zdravotní rizika i opotřebení techniky.

Zatím není úplně jasné, jak velká tato ochranná „kapsa“ je ani jak přesně se v prostoru chová. Další výzkum by ale mohl přinést nejen lepší plánování misí k Měsíci, ale i obecnější poznatky o tom, jak magnetická pole chrání objekty ve vesmíru.

Podobné principy by totiž mohly hrát roli i u jiných planet nebo měsíců se slabším magnetickým polem. Objev tak otevírá nové možnosti, jak uvažovat o ochraně lidí při dlouhodobých kosmických misích.