Si nuestros ojos pudieran ver radiación de alta energía llamada rayos gamma, ¡la Luna parecería más brillante que el Sol! Así es como el Telescopio Espacial de Rayos Gamma Fermi de la NASA ha visto a nuestro vecino en el espacio durante la última década.

Las observaciones de rayos gamma no son lo suficientemente sensibles como para ver claramente la forma del disco de la Luna o cualquier característica de la superficie. En cambio, el Telescopio de área grande (LAT) de Fermi detecta un brillo prominente centrado en la posición de la Luna en el cielo.

Mario Nicola Mazziotta y Francesco Loparco, ambos del Instituto Nacional de Física Nuclear de Italia en Bari, han estado analizando el brillo de los rayos gamma de la Luna como una forma de comprender mejor otro tipo de radiación del espacio: partículas de movimiento rápido llamadas rayos cósmicos.

"Los rayos cósmicos son en su mayoría protones acelerados por algunos de los fenómenos más enérgicos del universo, como las explosiones de estrellas y chorros explosivos producidos cuando la materia cae en los agujeros negros", explicó Mazziotta.

Debido a que las partículas tienen carga eléctrica, se ven fuertemente afectadas por los campos magnéticos, de los que carece la Luna. Como resultado, incluso los rayos cósmicos de baja energía pueden alcanzar la superficie, convirtiendo la Luna en un práctico detector de partículas basado en el espacio. Cuando los rayos cósmicos atacan, interactúan con la superficie polvorienta de la Luna, llamada regolito, para producir emisiones de rayos gamma. La Luna absorbe la mayoría de estos rayos gamma, pero algunos de ellos escapan.

Mazziotta y Loparco analizaron las observaciones lunares de Fermi LAT para mostrar cómo ha mejorado la vista durante la misión. Recopilaron datos para rayos gamma con energías superiores a 31 millones de voltios de electrones, más de 10 millones de veces mayores que la energía de la luz visible, y los organizaron con el tiempo, mostrando cómo las exposiciones más largas mejoran la vista.

"Vista a estas energías, la Luna nunca pasaría por su ciclo mensual de fases y siempre se vería llena", dijo Loparco.

A medida que la NASA apunta a enviar humanos a la Luna para 2024 a través del programa Artemis, con el objetivo final de enviar astronautas a Marte, la comprensión de varios aspectos del entorno lunar adquiere una nueva importancia. Estas observaciones de rayos gamma son un recordatorio de que los astronautas en la Luna requerirán protección contra los mismos rayos cósmicos que producen esta radiación gamma de alta energía.

Si bien el resplandor de rayos gamma de la Luna es sorprendente e impresionante, el Sol brilla más en rayos gamma con energías superiores a mil millones de electronvoltios. Los rayos cósmicos con energías más bajas no llegan al Sol porque su poderoso campo magnético los protege. Pero los rayos cósmicos mucho más enérgicos pueden penetrar este escudo magnético y golpear la atmósfera más densa del Sol, produciendo rayos gamma que pueden llegar a Fermi.

Aunque la Luna de rayos gamma no muestra un ciclo mensual de fases, su brillo cambia con el tiempo. Los datos de Fermi LAT muestran que el brillo de la Luna varía en aproximadamente un 20% durante el ciclo de actividad de 11 años del Sol. Las variaciones en la intensidad del campo magnético del Sol durante el ciclo cambian la velocidad de los rayos cósmicos que llegan a la Luna, alterando la producción de rayos gamma.

Fuente de la historia:

Materiales proporcionados por Centro de vuelo espacial NASA / Goddard. Original escrito por Francis Reddy. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.

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