يبدو أن الإشعاع الكوني قد يكون نعمة ونقمة. استخدم فريق من العلماء في جامعة نيو هامبشاير بيانات من تلسكوب الأشعة الكونية لتأثيرات الإشعاع (CRaTER) على المركبة المدارية الاستطلاعية القمرية (LRO) التابعة لناسا لقياس الإشعاع على سطح القمر. لقد اكتشفوا أنه على الرغم من أن الإشعاع قاتل ، إلا أنه يمكن أن يتسبب أيضًا في تغيرات كيميائية تشكل أسس الهياكل البيولوجية.
تم تصميم جهاز CRaTER لقياس وتمييز الإشعاع على القمر. يستخدم كاشفات البلاستيك والسيليكون التي تحاكي اللحم البشري لإعطاء العلماء فكرة عن مدى إلحاق الضرر بالبيئة بالبشر ؛ يأتي الإشعاع في هذه الحالة من كل من الأشعة الكونية المجرية والجسيمات الشمسية النشطة. كلا النوعين من الإشعاع يشكلان تهديدًا معروفًا لرواد الفضاء والمركبات الفضائية الروبوتية على حدٍ سواء.
رسم توضيحي يوضح الحاجز الطبيعي للأرض يعطينا ضد الإشعاع الشمسي. الائتمان: ناسا.
تمكن LRO التابع لناسا من جمع بيانات جيدة بشكل ملحوظ. تم إجراء قياساته الأخيرة خلال فترة شمسية هادئة. انخفاض الطاقة والضغط والتقلبات والتقلبات المغناطيسية للرياح الشمسية تعني انقطاعات أقل. تمكنت الأشعة الكونية المجرية وجسيمات الطاقة الشمسية من التفاعل بسهولة أكبر مع أجهزة الكشف. نظرًا لأن الأدوات تدور حول القمر ، فلا يوجد حتى غلاف جوي يحمي ضربة هذه الأشعة والجسيمات.
هذا حدث فريد أعطى العلماء بيانات كافية للتحقق من صحة نماذجهم للإشعاع الكوني. يقول ناثان شوادرون ، أستاذ الفيزياء المساعد في مركز علوم الفضاء التابع للأمم المتحدة داخل معهد دراسة الأرض والمحيطات والفضاء . توفر هذه الأنواع من الإسقاطات صورة أوضح لتأثيرات الأشعة الكونية على الأجسام الخالية من الهواء عبر تاريخ النظام الشمسي.
يمكن لهذه النماذج الجديدة الأكثر دقة أن تتنبأ بشكل فعال بمخاطر الإشعاع الناتجة عن الأشعة الكونية والجسيمات الشمسية. يقول Schwadron أن هذه 'النماذج التي تم التحقق من صحتها ستكون قادرة على الإجابة على سؤال حول مدى خطورة بيئة الفضاء ويمكن أن تكون خلال هذه الأحداث الإشعاعية عالية الطاقة.' ستكون القدرة على توقع الأحداث والبيئات الإشعاعية العالية ضرورية لأي استكشاف فضاء مأهول مخطط لتجاوز مدار الأرض المنخفض.
بصمة التمهيد على الثرى القمري. الائتمان: ناسا.
لكن أحدث اكتشافات CRaTER كشفت عن شيء آخر مثير للاهتمام: للإشعاع الكوني تأثير مهم آخر على الأجسام التي يضربها. في حين أن الإشعاع الكوني قاتل للإنسان ومضر للروبوتات ، فإنه يشع الماء والجليد لإحداث تغييرات كيميائية. تُطلق العملية ذرات الأكسجين من جليد الماء ، والتي تصبح بعد ذلك حرة في الارتباط بالكربون لتشكيل جزيئات كبيرة تكون عبارة عن جزيئات عضوية 'حيوية'. تتسبب عملية الإشعاع أيضًا في تغميق التربة القمرية ، الثرى ، بمرور الوقت. هذا مهم في فهم التاريخ الجيولوجي للقمر.
تدعم البيانات المسجلة في البيئات الإشعاعية النماذج الحالية للفضاء بين الكواكب بين الأرض والقمر والمريخ. تمت كتابة الورقة الكاملة بعنوان 'بيئة الإشعاع القمري والتجوية الفضائية من تلسكوب الأشعة الكونية لتأثيرات الإشعاع (CRaTER)' بواسطة شوادرون ومدير EOS والعالم الرئيسي في أداة CRaTER Harlan Spence وتم نشرها على الإنترنت في الاتحاد الجيوفيزيائي الأمريكيمجلة البحوث الجيوفيزيائية.
مصدر: جامعة نيو هامبشاير