Als onze ogen hoogenergetische straling konden zien, gammastraling genaamd, de maan zou helderder lijken dan de zon! Dat is hoe NASA's Fermi Gamma-ray Space Telescope onze buurman het afgelopen decennium in de ruimte heeft gezien.

Gammastralingswaarnemingen zijn niet gevoelig genoeg om de vorm van de maanschijf of andere oppervlaktekenmerken duidelijk te zien. In plaats daarvan, Fermi's Large Area Telescope (LAT) detecteert een prominente gloed gecentreerd op de positie van de maan aan de hemel.

Mario Nicola Mazziotta en Francesco Loparco, beide aan het Italiaanse Nationale Instituut voor Kernfysica in Bari, hebben de gammastraling van de maan geanalyseerd als een manier om een ​​ander type straling uit de ruimte beter te begrijpen:snel bewegende deeltjes die kosmische straling worden genoemd.

"Kosmische stralen zijn meestal protonen die worden versneld door enkele van de meest energetische verschijnselen in het universum, zoals de explosiegolven van exploderende sterren en jets die worden geproduceerd wanneer materie in zwarte gaten valt, ’ legde Mazziotta uit.

Omdat de deeltjes elektrisch geladen zijn, ze worden sterk beïnvloed door magnetische velden, die de maan mist. Als resultaat, zelfs kosmische straling met lage energie kan het oppervlak bereiken, de maan veranderen in een handige deeltjesdetector in de ruimte. Wanneer kosmische straling toeslaat, ze interageren met het poederachtige oppervlak van de maan, de regoliet genoemd, om gammastraling te produceren. De maan absorbeert de meeste van deze gammastraling, maar sommigen ontsnappen.

Mazziotta en Loparco analyseerden Fermi LAT-maanwaarnemingen om te laten zien hoe het zicht tijdens de missie is verbeterd. Ze verzamelden gegevens voor gammastralen met energieën van meer dan 31 miljoen elektronvolt - meer dan 10 miljoen keer groter dan de energie van zichtbaar licht - en organiseerden ze in de loop van de tijd, laat zien hoe langere belichtingen het zicht verbeteren.

"Gezien bij deze energieën, de maan zou nooit zijn maandelijkse cyclus van fasen doorlopen en zou er altijd vol uitzien, ' zei Loparco.

Terwijl NASA zijn zinnen zet op het sturen van mensen naar de maan tegen 2024 via het Artemis-programma, met het uiteindelijke doel om astronauten naar Mars te sturen, het begrijpen van verschillende aspecten van de maanomgeving wordt steeds belangrijker. Deze gammastralingswaarnemingen herinneren eraan dat astronauten op de maan bescherming nodig zullen hebben tegen dezelfde kosmische straling die deze energierijke gammastraling voortbrengt.

Hoewel de gammastraling van de maan verrassend en indrukwekkend is, de zon schijnt helderder in gammastralen met energieën van meer dan 1 miljard elektronvolt. Kosmische stralen met lagere energieën bereiken de zon niet omdat het krachtige magnetische veld ze afschermt. Maar veel meer energetische kosmische stralen kunnen dit magnetische schild binnendringen en de dichtere atmosfeer van de zon treffen. het produceren van gammastralen die Fermi kunnen bereiken.

Hoewel de gammastralingsmaan geen maandelijkse cyclus van fasen vertoont, de helderheid verandert in de loop van de tijd. Uit gegevens van Fermi LAT blijkt dat de helderheid van de maan gedurende de 11-jarige activiteitscyclus van de zon met ongeveer 20% varieert. Variaties in de intensiteit van het magnetische veld van de zon tijdens de cyclus veranderen de snelheid waarmee kosmische stralen de maan bereiken, verandering van de productie van gammastraling.