Постоянный поток галактических космических лучей, проходящих через Солнечную систему из-за её пределов, может быть распределён не так равномерно, как считалось ранее. К такому выводу пришли исследователи, проанализировав данные китайского аппарата «Чанъэ-4», работающего на обратной стороне Луны. Результаты опубликованы в журнале Science Advances.
Согласно полученным данным, между Землёй и Луной формируется своеобразная «полость» с пониженной интенсивностью космических лучей. Она возникает при определённом взаимном расположении двух небесных тел. Речь идёт о снижении потока протонов примерно на 20 процентов по сравнению с остальной частью орбиты Луны.
Космические лучи представляют собой в основном протоны, а также ядра гелия и более тяжёлые атомные ядра, выбрасываемые, в частности, при взрывах сверхновых. Эти частицы несут ионизирующее излучение, способное повреждать ДНК. Атмосфера Земли в значительной степени защищает поверхность планеты от галактических космических лучей, однако для космонавтов и пилотов на больших высотах они остаются серьёзным фактором радиационного риска.
Ранее было известно, что интенсивность галактических космических лучей меняется в зависимости от солнечной активности: во время солнечного максимума усиленный солнечный ветер и магнитные возмущения отклоняют часть частиц. Новый анализ международной группы исследователей показал, что роль играет и магнитное поле Земли, причём в сочетании с межпланетным магнитным полем Солнца.
Аппарат «Чанъэ-4», находящийся на Луне с 2019 года, использует прибор LND для мониторинга протонов в дневное лунное время. Учёные изучили данные за 31 лунный цикл, отслеживая изменения потока по мере движения спутника вокруг Земли. В предполуденном секторе орбиты, до достижения местного полудня относительно Солнца, фиксировалось устойчивое снижение потока.
Исследователи связывают это с выравниванием межпланетного магнитного поля, формирующего так называемую спираль Паркера. В определённой конфигурации магнитные линии соединяют Луну с областью более сильного магнитного поля Земли, что влияет на движение заряженных частиц и создаёт своеобразную «тень» от галактических космических лучей. Прохождение Луны через эту область занимает около двух дней.
По мнению авторов работы, выявленный эффект может быть использован при планировании пилотируемых лунных миссий и внекорабельной деятельности. Проведение операций в периоды пониженной радиационной нагрузки потенциально позволит снизить риск облучения. Дальнейшие исследования, как отмечается, помогут уточнить параметры этой области и её возможное значение для миссий в системе Земля — Луна и вблизи других намагниченных тел Солнечной системы.
