Missione lunare svela un inaspettato ‘ombra’ di raggi cosmici intorno alla Terra

Il sistema solare è costantemente attraversato da raggi cosmici galattici: protoni e nuclei atomici che viaggiano a velocità prossime a quella della luce, provenienti da tutte le direzioni. Il campo magnetico terrestre e l’atmosfera fungono da scudo contro questa radiazione nociva, ma al di fuori di questa protezione, il bombardamento risulta sufficientemente intenso da rappresentare una minaccia per gli astronauti.

Un’analisi recente dei dati raccolti dal lander lunare cinese Chang’e-4, pubblicata sulla rivista Science Advances, ha però svelato l’esistenza di una regione protettiva inaspettata contro i raggi cosmici galattici. Questa estende la sua influenza dalla Terra verso la Luna, con un angolo non previsto e una portata ancora da definire con precisione. Quando la Luna attraversa questa zona durante la sua orbita, la superficie lunare subisce una riduzione di circa il 20% del flusso di raggi cosmici galattici.

«Abbiamo scoperto che la Terra proietta un’ombra nello spazio dei raggi cosmici galattici», ha dichiarato Robert F. Wimmer-Schweingruber, fisico spaziale dell’Università di Kiel, in Germania. «Questa scoperta è stata una sorpresa, e per me è stato il punto più affascinante dello studio».

La sorpresa deriva dal fatto che la forma del campo magnetico terrestre è ben nota: esso crea una regione protettiva intorno al pianeta, nota come magnetosfera, con una lunga «coda» modellata dal vento solare di particelle cariche provenienti dal Sole. Se la magnetotail può essere paragonata all’ombra proiettata da una persona dietro di sé dalla luce del sole, questa nuova bolla scoperta sarebbe come se quell’ombra si estendesse anche davanti alla persona, inclinata rispetto alla linea che collega Terra, Sole e Luna.

«Ci si aspetterebbe un effetto all’interno della coda o quando [la Luna] attraversa la coda, ma noi abbiamo rilevato un effetto della coda prima della coda», ha spiegato Wimmer-Schweingruber. «La regione osservata di riduzione del flusso di raggi cosmici galattici sul lato della Luna rivolto verso il Sole, al di fuori del campo geomagnetico compresso dal vento solare, è inaspettata», ha scritto in una email Brian Flint Rauch, fisico dei raggi cosmici alla Washington University di St. Louis, non coinvolto nello studio di Chang’e-4.

Rauch ha aggiunto che qualsiasi riduzione dell’esposizione ai raggi cosmici è significativa per gli astronauti che potrebbero operare sulla Luna. Sebbene una diminuzione del 20% del flusso durante parte dell’orbita lunare non sia sufficiente a determinare in modo definitivo i momenti più sicuri per le attività extraveicolari, potrebbe comunque guidare decisioni operative immediate. Gli scafandri spaziali, infatti, non proteggono dagli effetti dei raggi cosmici, ma il metallo di un habitat o di un lander sì.

La missione Chang’e-4 e lo studio dei raggi cosmici

Il lander lunare Chang’e-4, sviluppato dall’Amministrazione Spaziale Nazionale Cinese (CNSA), è stato il primo veicolo a raggiungere con successo il lato nascosto della Luna, atterrando nel cratere Von Kármán il 3 gennaio 2019. Tra gli strumenti scientifici a bordo, il lander trasportava l’esperimento Lunar Lander Neutron and Dosimetry (LND), progettato da Wimmer-Schweingruber e dal suo team. Questo strumento ha permesso di misurare il flusso di raggi cosmici sulla superficie lunare, portando alla scoperta di questa insolita regione protettiva.