Espaço

Quando a Lua brilha mais do que o Sol

Francis Reddy - Universidade Maryland - 26/08/2019

Na faixa de energia acima de 31 milhões de elétron-volts, a Lua brilha mais do que o Sol - cores mais brilhantes indicam maior número de raios gama produzidos conforme a Lua é bombardeada pelos raios cósmicos.
[Imagem: NASA/DOE/Fermi LAT]

Lua em raios gama

Se nossos olhos pudessem enxergar o comprimento de onda de uma radiação de alta energia, chamada raios gama, a Lua pareceria mais brilhante do que o Sol! Esta é uma das revelações mais curiosas do telescópio espacial Fermi, da NASA, que tem observado nossa vizinha durante a última década.

As observações de raios gama não são sensíveis o suficiente para mostrar claramente a forma do disco da Lua ou quaisquer características da sua superfície, revelando apenas um brilho proeminente centrado na posição da Lua no céu.

Mario Mazziotta e Francesco Loparco, ambos do Instituto Nacional de Física Nuclear da Itália, analisaram esse brilho da radiação gama da Lua em busca de entender melhor um outro tipo de radiação do espaço: partículas em movimento rápido chamadas raios cósmicos.

"Os raios cósmicos são na maior parte prótons [átomos de hidrogênio] acelerados por alguns dos fenômenos mais energéticos do Universo, como as rajadas de ondas de estrelas explodindo e jatos produzidos quando a matéria cai em buracos negros," explicou Mazziotta.

Como essas partículas - sim, raios cósmicos são partículas, e não raios - são eletricamente carregadas, elas são fortemente afetadas por campos magnéticos, algo que a Lua não tem. Por decorrência, até raios cósmicos de baixa energia podem atingir sua superfície, transformando a Lua em um prático detector de partículas espacial. Quando os raios cósmicos a atingem, eles interagem com a superfície pulverulenta da Lua, chamada regolito, produzindo assim sua emissão de raios gama. A Lua absorve a maioria desses raios gama, mas alguns escapam, podendo ser capturados por um telescópio.

Mazziotta e Loparco analisaram as observações lunares do Fermi, reunindo dados dos raios gama com energias acima de 31 milhões de elétron-volts - mais de 10 milhões de vezes mais do que a energia da luz visível - e organizaram esses dados ao longo do tempo, mostrando como exposições mais longas melhoram a visão obtida com o telescópio.

"Vista nessas energias, a Lua nunca passaria pelo seu ciclo mensal de fases e ficaria sempre cheia," observou Loparco.

Como a resolução dos raios gama é baixa, observar durante mais tempo vai melhorando a imagem da Lua aos poucos.
[Imagem: NASA/DOE/Fermi LAT]

Raios cósmicos e astronautas

Como a NASA planeja enviar seres humanos para a Lua até 2024 através do programa Artemis, com o objetivo final de enviar astronautas a Marte, entender os vários aspectos do ambiente lunar assume uma nova importância. Essas observações de raios gama são um lembrete de que os astronautas na Lua precisarão de proteção contra os mesmos raios cósmicos que produzem essa radiação gama de alta energia.

Embora o brilho de raios gama da Lua seja surpreendente e impressionante, o Sol brilha mais em raios gama com energias superiores a 1 bilhão de elétron-volts. Raios cósmicos com energias mais baixas não alcançam o Sol porque o seu poderoso campo magnético funciona como um escudo para eles. Mas raios cósmicos muito mais energéticos podem penetrar neste escudo magnético e atingir a atmosfera mais densa do Sol, produzindo raios gama que podem chegar até os sensores do telescópio Fermi.

Embora a Lua em raios gama não apresente um ciclo mensal de fases, como destacou Loparco, seu brilho muda com o tempo. Os dados do Fermi mostram que o brilho da Lua varia em cerca de 20% ao longo do ciclo de atividade de 11 anos do Sol. Variações na intensidade do campo magnético do Sol durante o ciclo alteram a taxa de raios cósmicos que chegam à Lua, alterando sua própria produção de raios gama.