你知道嗎?如果人眼能看到伽瑪射線，那么月亮其實比太陽更亮，而且沒有月相的變化，一直是滿月。

       費米伽馬射線太空望遠鏡觀測到的過去十年閑月球發(fā)出的伽馬射線圖像，隨時間越來越清晰。

       美國宇航局(NASA)的費米(Fermi)伽馬射線太空望遠鏡觀測到，月球發(fā)出大量伽馬射線，輻射水平竟然遠高于太陽。費米望遠鏡自2008年啟用，幫助天體物理學家探索超大黑洞、脈沖星和宇宙射線。

       作為了解宇宙射線的方法之一，意大利國家核物理研究所的Mario Nicola Mazziotta和Francesco Loparco從月球發(fā)出的伽馬射線著手進行研究。

從宇宙射線到伽馬射線

       宇宙射線是在宇宙中快速移動的帶電粒子流，主要由質(zhì)子組成，由高能天文事件發(fā)出并加速，比如星體爆炸、活躍星系核(AGN)、或黑洞吞噬天體產(chǎn)生的噴流等。

       由于宇宙射線是帶電的，遇到磁場將發(fā)生偏轉(zhuǎn)，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。可是月球沒有這樣的磁場，宇宙射線撞擊月球表面，與月球表面的塵土作用后形成伽馬射線。

       即便很弱的宇宙射線，遇到月球也會產(chǎn)生伽馬射線，月球簡直像一個宇宙射線探測器。

       Mazziotta和Loparco匯集整理數(shù)年內(nèi)能量超過3100萬電子伏特(eV)的伽瑪射線數(shù)據(jù)。這個能量是可見光的1000多萬倍。

       “從這個能量水平的射線來看，月亮沒有月相的變化，一直是‘滿月’。”Loparco說。

復(fù)雜的相互作用

       宇宙射線、伽瑪射線、月球和太陽之間的相互作用很復(fù)雜。上文提到的費米望遠鏡數(shù)據(jù)生成的圖像，針對的是能量略高于3100萬電子伏特的伽馬射線。太陽也有一個強大的磁場，當宇宙射線抵達太陽表面時一樣會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，從而不能如月球那樣產(chǎn)生類似能量的伽馬射線。因此在這個能量級別上，月球比太陽亮。

       但是伽馬射線的能量范圍很廣，也有很高能量的伽馬射線，可以達到數(shù)十億、甚至數(shù)萬億電子伏特。而高能宇宙射線就能繞過太陽的磁場，產(chǎn)生高能伽馬射線。因此對于10億電子伏特以上級別的伽馬射線來說，太陽就比月球亮。

       研究者還發(fā)現(xiàn)，在太陽的11年活動周期中，磁場會發(fā)生變化，這會影響撞擊月球的宇宙射線量有些浮動，月球產(chǎn)生的伽馬射線也隨之浮動。

宇航員所需的防護

       月球發(fā)出伽馬射線對人類的登月任務(wù)是又一項障礙。這意味著宇航員不僅要防御來自宇宙空間的宇宙射線，還要防護月球發(fā)出的伽馬射線。

       宇宙射線和伽馬射線都是有巨大穿透力并具有電離能力的輻射(ionizing radiation)，需要高原子數(shù)(原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)量)的材料作為防護層，比如鉛(原子數(shù)為82)。

       即便是低能伽瑪射線，如果暴露在其中的時間太長，對人體也有害。就像拍X光片，被拍照者偶爾才照幾次，因此無需防護措施;而拍照的技師每天都處在這樣的環(huán)境下，因此要到房間的外面，并穿上特殊的防護服工作。

       對宇航員來說也是如此，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，也就是說與防護層和暴露時長兩個因素都相關(guān)。

了解月球輻射的意義

       輻射是人類進行太空旅行和太空活動的主要障礙之一。即便在地球的低空軌道活動，宇航員也暴露在超量輻射的風險中。

       費米望遠鏡搜集的數(shù)據(jù)幫助科學家了解月球上伽馬射線和宇宙射線的風險，發(fā)現(xiàn)來自月球的伽馬射線水平并不是恒定的。由于在太陽11年活動周期中，月球的伽馬射線量有20%的浮動，因此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。