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宇宙揭密:月球比太陽更亮(圖)

2020-09-09 13:01 作者:青蓮 桌面版 简体 0
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如果我們的眼睛可以看到月亮的伽瑪射線,那麼月亮看上去會比太陽更亮。
如果我們的眼睛可以看到月亮的伽瑪射線,那麼月亮看上去會比太陽更亮。(圖片來源:Adobe Stock)

隨著高科技的發展,人類在探索宇宙的道路上,已經邁出了長足的一步。越來越多的宇宙奧秘展現在人類的眼前,原來那遙遠的世界,並不是像我們的眼睛所能看到的那樣。

我們的眼睛能看見這個五彩斑斕的世界,但是我們的眼睛並不是萬能的,這個物質世界裡還有很多東西,我們看不見。比如自然界的各種射線,人工發射的無線電波等等。如果我們能夠看到這些,世界在我們眼裡,會是另一種模樣。

美國宇航局(NASA)的費米(Fermi)伽瑪射線太空望遠鏡觀測到,月球發出大量伽瑪射線,輻射水準竟然遠高於太陽。也就是說,如果我們的眼睛可以看到月亮的伽瑪射線,那麼月亮看上去會比太陽更亮,而且沒有陰晴圓缺的變化,一直都是一輪滿月。

費米望遠鏡是幫助天體物理學家探索超大黑洞、脈衝星和觀測宇宙射線的,自2008年啟用以來,作為瞭解宇宙射線的方法之一,意大利國家核子物理研究所的Mario Nicola Mazziotta和Francesco Loparco一直利用費米望遠鏡對月球發出的伽瑪射線進行研究。

宇宙射線是在宇宙中快速移動的帶電粒子流,主要由質子組成,由高能天文事件發出並加速,比如星體爆炸、活躍星系核(AGN)、或黑洞吞噬天體產生的噴流等。由於宇宙射線是帶電的,遇到磁場將發生偏轉,因此地球的磁場幫助地球上的生物擋住了大部分宇宙射線。

月球沒有像地球一樣的磁場,宇宙射線就會直接撞擊月球表面,並與月球表面的塵土作用後形成伽瑪射線。即便很弱的宇宙射線,遇到月球也會產生伽瑪射線。

Mazziotta和Loparco在數年內彙集整理能量超過3100萬電子伏特(eV)的伽瑪射線數據。發現月球伽瑪射線的能量是可見光的1000多萬倍。「從這個能量水準的射線來看,月亮沒有月相的變化,一直是『滿月』。」Loparco說。

不過宇宙射線、伽瑪射線、月球和太陽之間的相互作用很複雜。費米望遠鏡數據生成的圖像,針對的是能量略高於3100萬電子伏特的伽瑪射線。在這個能量級別上,太陽因磁場的關係,不能如月球那樣產生類似能量的伽瑪射線,因此月球要比太陽亮。

但由於伽瑪射線的能量範圍很廣,在能量達到數十億、甚至數萬億電子伏特的時候,高能宇宙射線就能穿過太陽的磁場,產生高能伽瑪射線。因此對於10億電子伏特以上級別的伽瑪射線來說,太陽就比月球亮。

但研究者們通過對太陽11年活動週期的觀測發現,太陽的磁場也會發生變化,並影響撞擊月球的宇宙射線量也有浮動,月球產生的伽瑪射線也隨之變化,浮動量達到20%。月球發出伽瑪射線,對人類的登月任務是一項阻礙。因為宇宙射線和伽瑪射線都是有巨大穿透力並具有電離能力的輻射(ionizing radiation),即便是低能伽瑪射線,如果暴露在其中的時間太長,對人體也是有害的。

宇航員們登上月球,不僅要防禦來自宇宙空間的宇宙射線,還要防護月球發出的伽瑪射線。即使是在地球的低空軌道活動,也會暴露在超量輻射的風險中。在月球上工作的時間越長,已接受的輻射達到身體可承受輻射上限的風險越大。因此,他們需要高原子數(原子核內質子數量)的材料作為防護層,比如鉛(原子數為82)。

人類一直夢想著有一天能夠移民月球,但研究者的發現,使得人類的月球移民計畫似乎又多了一個新的障礙。但科學家們通過費米望遠鏡蒐集的數據,幫助人們瞭解月球上伽瑪射線和宇宙射線的風險,發現月球伽瑪射線的浮動週期,使得人類可以有意識地把太空活動安排在輻射較低的時期進行。

責任編輯: 李雲飛 来源:看中國 --版權所有,任何形式轉載需看中國授權許可。嚴禁建立鏡像網站。
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