Campo magnético da Terra protege a Lua mais do que se pensava

A Terra pode estar oferecendo à Lua uma proteção contra radiação mais ampla do que os cientistas imaginavam. Um novo estudo identificou um bolsão até então desconhecido em que a quantidade de raios cósmicos galácticos cai na superfície lunar. O efeito aparece fora da magnetosfera terrestre e pode ajudar no planejamento de futuras missões tripuladas.

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A descoberta, publicada na ScienceAdvances, surgiu a partir de medições feitas pelo instrumento LDN (sigla em inglês para Nêutrons e Dosimetria do Módulo Lunar), a bordo do módulo chinês Chang’E-4. Ao analisar os dados, os pesquisadores viram uma queda de 20% na contagem de partículas que atingiam os detectores quando o pousador estava no lado oculto da Lua.

Uma queda repetida e nada aleatória

Ilustração da formação da cavidade de raios cósmicos galácticos (RCG) no plano da eclíptica. As linhas brancas provenientes do Sol mostram o padrão típico das linhas do campo magnético no espaço interplanetário, conhecido como Campo Magnético Interplanetário (CMI) espiral de Parker. O segmento magenta da órbita lunar (círculo branco tracejado) indica os períodos de operação do Observatório Lunar de Detecção de Radiação (OLD). As espirais cilíndricas em duas cores indicam duas direções opostas de movimento para os prótons dos RCG ao longo das linhas do campo magnético. Protegidas pelo campo magnético da Terra, espera-se a existência de duas regiões com RCG reduzido no espaço próximo à Terra, conforme indicado pelas áreas sombreadas. Imagem: Shang et al.

O mais intrigante é que a redução não ocorreu só uma vez. O fenômeno apareceu em um momento específico da “manhã” lunar e durou cerca de 2 dias em cada ciclo lunar. Como o LND reuniu dados ao longo de 31 ciclos, a equipe concluiu que não se tratava de uma flutuação isolada.

Esse resultado chamou atenção porque a ideia anterior era mais simples: fora da magnetosfera da Terra, os raios cósmicos galácticos deveriam estar distribuídos de forma uniforme entre a Terra e a Lua. Ou seja, a superfície lunar receberia esse bombardeio de maneira parecida ao longo da órbita, sem uma proteção extra tão clara.

O que exatamente está sendo bloqueado

Os raios cósmicos galácticos são partículas de alta energia que atingem objetos expostos no espaço. A maior parte deles, cerca de 85%, é formada por prótons. Outros cerca de 12% são átomos de hélio, e apenas em torno de 1% são núcleos mais pesados.

Os dados mostraram que a queda foi mais forte entre os prótons de menor energia. As partículas de energia mais alta também diminuíram, mas em menor grau. Isso ajuda a entender o mecanismo por trás do fenômeno.

Como a Terra ainda influencia a Lua mesmo à distância

Os pesquisadores explicam que o campo magnético da Terra não termina de forma brusca. Sua influência enfraquece com a distância, mas não desaparece de uma vez. A magnetosfera marca a região em que o campo magnético terrestre domina o campo magnético do vento solar. Ainda assim, mesmo fora dessa fronteira, a Terra continua exercendo algum efeito.

Segundo o estudo, essa proteção extra aparece por causa do chamado raio de giro das partículas, a curva que elas fazem ao se mover em um campo magnético uniforme. Esse movimento depende da massa, da velocidade e da carga elétrica da partícula. Como os prótons de menor energia têm raios de giro menores, eles sofrem mais desvio.

Os autores destacam que a magnetosfera terrestre no lado diurno se estende por cerca de 6 a 10 raios terrestres, escala comparável ao raio de giro desses prótons menos energéticos. Isso explicaria por que essas partículas são mais facilmente afetadas.

O que isso muda para futuras missões

Para reforçar a interpretação, a equipe fez simulações de partículas e comparou os resultados com dados adicionais de outras espaçonaves. O conjunto confirmou a redução observada.

Embora a extensão total dessa cavidade de proteção ainda não tenha sido determinada com precisão, o achado já tem valor prático. Missões futuras poderão tentar sincronizar atividades com esses períodos de radiação reduzida. Isso vale principalmente para missões tripuladas e caminhadas na superfície lunar, já que esse tipo de partícula pode prejudicar a saúde humana e danificar equipamentos.