Se nossos olhos pudessem ver a radiação de alta energia chamada de raios gama, a Lua pareceria mais brilhante do que o Sol! É assim que o Telescópio Espacial Fermi Gamma-ray da NASA viu nosso vizinho no espaço na última década.

As observações de raios gama não são sensíveis o suficiente para ver claramente a forma do disco da Lua ou quaisquer características da superfície. Em vez de, O Large Area Telescope (LAT) de Fermi detecta um brilho proeminente centrado na posição da Lua no céu.

Mario Nicola Mazziotta e Francesco Loparco, ambos no Instituto Nacional de Física Nuclear da Itália em Bari, têm analisado o brilho de raios gama da Lua como uma forma de entender melhor outro tipo de radiação do espaço:partículas em movimento rápido chamadas de raios cósmicos.

"Os raios cósmicos são principalmente prótons acelerados por alguns dos fenômenos mais energéticos do universo, como as ondas de explosão de estrelas em explosão e jatos produzidos quando a matéria cai em buracos negros, "explicou Mazziotta.

Como as partículas são eletricamente carregadas, eles são fortemente afetados por campos magnéticos, que falta à Lua. Como resultado, mesmo os raios cósmicos de baixa energia podem atingir a superfície, transformando a Lua em um prático detector de partículas baseado no espaço. Quando os raios cósmicos atingem, eles interagem com a superfície pulverulenta da Lua, chamado regolito, para produzir emissão de raios gama. A Lua absorve a maioria desses raios gama, mas alguns deles escapam.

Mazziotta e Loparco analisaram as observações lunares do Fermi LAT para mostrar como a vista melhorou durante a missão. Eles arredondaram dados para raios gama com energias acima de 31 milhões de elétron-volts - mais de 10 milhões de vezes maior do que a energia da luz visível - e os organizaram ao longo do tempo, mostrando como exposições mais longas melhoram a visão.

"Visto com essas energias, a Lua nunca passaria por seu ciclo mensal de fases e sempre pareceria cheia, "disse Loparco.

Enquanto a NASA tem como objetivo enviar humanos à Lua até 2024 por meio do programa Artemis, com o objetivo final de enviar astronautas a Marte, compreender 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 forte em raios gama com energias superiores a 1 bilhão de elétron-volts. Os raios cósmicos com energias mais baixas não alcançam o Sol porque seu poderoso campo magnético os filtra. Mas raios cósmicos muito mais energéticos podem penetrar neste escudo magnético e atingir a atmosfera mais densa do Sol, produzindo raios gama que podem atingir Fermi.

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