对人类来说,天空中最明亮的物体无庸置疑是太阳;然而若我们的眼睛能看到伽马射线辐射,那么太阳可能得让贤,在NASA费米伽马射线太空望远镜的眼中,月球可以比太阳还要亮。
磁场和大气层是地球两大金钟罩,保护着地面生物免受来自外太空的高能辐射轰炸,比如宇宙射线、伽玛射线等,前者主要由高能高速质子构成,可能从太阳、太阳系外的超新星、活跃星系核中产生;后者主要由光子构成,可能从类星体、双中子星碰撞、活跃星系核中产生。
由于构成宇宙射线的粒子带电,所以遇到太阳、地球都会被它们的磁场偏转,然而月球就没有那么幸运了,它缺乏磁场保护,别说高能宇宙射线,就连能量最低的宇宙射线都可以轻松到达月球表面,这些射线撞击到物质(月球风化层)后产生伽马射线,而月球又吸收了大部分新产生的伽马射线,只有少数逃逸到太空。
来自意大利国家核物理研究所的物理学家Mario Nicola Mazziotta、Francesco Loparco,收集费米望远镜中能量超过3,100万电子伏特的伽马射线数据(比可见光能量大1,000万倍),并将这长达10年的数据拼成长曝图象,指出月球比太阳还要亮。
不过这种亮度是在能量约3,100万电子伏特的情况下进行比较,由于太阳磁场极其强大,所以只有最高能量的宇宙射线可以击中太阳,较低能量的宇宙射线基本上都被太阳磁场偏转,所以在此能量区间,费米望远镜眼中的太阳看起来没有月球亮;然而若观察起能量高于10亿电子伏特的伽马射线,则太阳看起来依然比月球还亮。
此外,月球的伽马射线辐射亮度并非恒定不变,而是会受太阳的11年磁场活动周期影响,当太阳磁场减弱时,宇宙射线撞击月球表面的量就会增加。
这项研究也表明,未来如果太空人要进行月球登陆任务,由于伽玛射线具有强大穿透力,必须先开发能有效隔绝伽马射线的太空服;此外,在太阳磁场周期最强的时刻,月球伽玛射线辐射量可减少将近20%,抓准这个时机点登陆月球或许更加明智。