Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Nếu mắt chúng ta có thể nhìn thấy tia gamma, Mặt trăng sẽ sáng hơn Mặt trời! Đó là cách Kính viễn vọng không gian tia gamma Fermi của NASA đã nhìn thấy người hàng xóm của chúng ta trong không gian trong thập kỷ qua.
Các quan sát tia gamma không đủ nhạy để nhìn rõ hình dạng của đĩa Mặt trăng hoặc bất kỳ đặc điểm bề mặt nào. Thay vào đó, Kính thiên văn Khu vực Lớn (LAT) của Fermi phát hiện ánh sáng nổi bật tập trung vào vị trí của Mặt trăng trên bầu trời.
Mario Nicola Mazziotta và Francesco Loparco, cả hai đều thuộc Viện Vật lý Hạt nhân Quốc gia Ý ở Bari đã phân tích sự phát sáng tia gamma của Mặt trăng như một cách để hiểu rõ hơn về một loại bức xạ khác từ vũ trụ: các hạt chuyển động nhanh gọi là tia vũ trụ.
Mazziotta giải thích: “Tia vũ trụ chủ yếu là các proton được gia tốc bởi một số hiện tượng năng lượng nhất trong vũ trụ, giống như các vụ nổ của các ngôi sao và máy bay nổ tung tạo ra khi vật chất rơi vào hố đen”.
Vì các hạt được tích điện, chúng bị ảnh hưởng mạnh bởi từ trường mà Mặt trăng thiếu. Kết quả là ngay cả các tia vũ trụ năng lượng thấp cũng có thể chạm tới bề mặt, biến Mặt trăng thành máy dò hạt dựa trên không gian tiện dụng. Khi các tia vũ trụ tấn công, chúng tương tác với bề mặt bột của Mặt trăng được gọi là regolith để tạo ra sự phát xạ tia gamma. Mặt trăng hấp thụ hầu hết các tia gamma này nhưng một số trong số chúng thoát ra.
Mazziotta và Loparco đã phân tích các quan sát mặt trăng của Fermi LAT để cho thấy tầm nhìn đã được cải thiện như thế nào trong nhiệm vụ. Họ làm tròn dữ liệu cho các tia gamma có năng lượng trên 31 triệu volt – lớn hơn năng lượng của ánh sáng khả kiến hơn 10 triệu lần – và sắp xếp chúng theo thời gian, cho thấy thời gian phơi sáng cải thiện tầm nhìn lâu hơn.
Loparco nói: “Nhìn thấy những năng lượng này, Mặt trăng sẽ không bao giờ trải qua chu kỳ hàng tháng của nó và sẽ luôn trông đầy đủ”.
Khi NASA đặt mục tiêu đưa con người lên Mặt trăng vào năm 2024 thông qua chương trình Artemis với mục tiêu cuối cùng là đưa các phi hành gia lên Sao Hỏa, việc hiểu các khía cạnh khác nhau của môi trường mặt trăng có tầm quan trọng mới. Những quan sát tia gamma này là một lời nhắc nhở rằng các phi hành gia trên Mặt trăng sẽ yêu cầu bảo vệ khỏi các tia vũ trụ tương tự tạo ra bức xạ gamma năng lượng cao này.
Trong khi ánh sáng tia gamma của Mặt trăng là đáng ngạc nhiên và ấn tượng, Mặt trời tỏa sáng rực rỡ hơn trong tia gamma với năng lượng cao hơn 1 tỷ volt. Các tia vũ trụ có năng lượng thấp hơn không chiếu tới Mặt trời vì từ trường cực mạnh của nó sàng lọc chúng ra ngoài. Nhưng các tia vũ trụ mạnh mẽ hơn nhiều có thể xuyên qua lá chắn từ tính này và tấn công bầu khí quyển dày đặc hơn của Mặt trời, tạo ra các tia gamma có thể chạm tới Fermi.
Mặc dù Mặt trăng tia gamma không hiển thị chu kỳ pha hàng tháng, độ sáng của nó không thay đổi theo thời gian. Dữ liệu của Fermi LAT cho thấy độ sáng của Mặt trăng thay đổi khoảng 20% trong chu kỳ hoạt động 11 năm của Mặt trời. Sự thay đổi cường độ từ trường của Mặt trời trong chu kỳ làm thay đổi tốc độ của các tia vũ trụ tới Mặt trăng, làm thay đổi việc sản xuất các tia gamma.
Nguồn truyện:
Tài liệu được cung cấp bởi Trung tâm bay không gian NASA / Goddard . Bản gốc được viết bởi Francis Reddy. Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.