Hujan partikel kosmik yang terus-menerus mengalir dari galaksi ke tata surya kita ternyata nggak se-distribusi yang selama ini kita kira, lho.

Berdasarkan data dari pendarat Chang’e 4 China di sisi jauh Bulan, ada semacam ‘ruang kosong’ aneh dalam aliran sinar kosmik antara Bumi dan Bulan yang muncul ketika kedua benda langit ini berada pada posisi tertentu.

Penemuan ini menunjukkan bahwa sinar kosmik galaksi (GCR) ternyata nggak tersebar merata seperti yang kita asumsikan selama ini. Kabar baiknya, temuan ini bisa membuka peluang baru untuk eksplorasi luar angkasa yang lebih aman dari radiasi partikel bermuatan ini.

Luar angkasa itu tempatnya cukup liar, penuh dengan berbagai fenomena gila yang menyemprotkan partikel energi tinggi ke seluruh kosmos – mulai dari ledakan supernova hingga sisa-sisanya yang melemparkan sinar kosmik ke segala arah dengan kecepatan tinggi. Partikel-partikel ini sebagian besar adalah proton, beberapa inti helium, dan sedikit inti atom berat, dan selama ini dianggap tersebar di mana-mana.

Partikel-partikel ini juga termasuk radiasi pengion – yang artinya bisa melepaskan elektron dari atom di tubuh kamu, merusak DNA, dan meningkatkan risiko mutasi yang bisa menyebabkan kanker. Jadi, ya, cukup berbahaya.

Sinar kosmik galaksi (GCR) sebagian besar diserap oleh atmosfer Bumi sebelum sempat mencapai permukaan. Tapi, radiasi ini tetap jadi ancaman serius bagi astronot dan pilot di ketinggian tinggi. Risiko ini sudah jadi bagian dari pekerjaan mereka dan selalu dipertimbangkan dalam perencanaan misi serta pengembangan teknologi pendukungnya.

Intensitas GCR – atau kekuatan latar belakang radiasinya – bisa berubah tergantung aktivitas Matahari. Jumlahnya turun drastis saat siklus matahari maksimum karena peningkatan angin surya dan aktivitas magnetik yang membelokkan sebagian besar partikel.

Ternyata, Matahari bukan satu-satunya yang bisa menghalangi GCR. Menurut analisis terbaru dari tim internasional, medan magnet Bumi juga bisa melakukannya – meskipun Matahari tetap punya peran secara tidak langsung.

Pengamatan ini berasal dari Chang’e 4 yang sudah berada di sisi jauh Bulan sejak 2019, menggunakan instrumen Lunar Lander Neutron and Dosimetry (LND) untuk memantau proton. Instrumen ini hanya bisa bekerja selama siang hari di Bulan, karena saat malam tiba, suhu di Bulan terlalu dingin untuk pendarat beroperasi.

Aktivitas di siang hari ini jadi kesempatan emas untuk mengukur pengaruh medan magnet Bumi terhadap aliran GCR. Para peneliti mengumpulkan data dari 31 siklus Bulan dan mencari perubahan dalam aliran proton saat Bulan mengorbit Bumi.

Hasilnya, di satu bagian orbit – yaitu sektor sebelum tengah hari (prenoon), sebelum mencapai posisi tengah hari lokal relatif terhadap Matahari – Bulan melewati wilayah di mana aliran proton sekitar 20 persen lebih rendah dibanding bagian orbit lainnya.

Para peneliti menduga hal ini ada hubungannya dengan keselarasan medan magnet antarplanet, yaitu bagian dari medan magnet Matahari yang terbentang jauh ke seluruh tata surya.

Saat Matahari berputar, medan magnetnya berputar membentuk spiral yang dikenal sebagai spiral Parker. Ketika spiral ini selaras dengan sistem Bumi-Bulan pada posisi yang tepat, terbentuklah semacam ‘ruang kosong’ GCR.

“Secara umum, gerakan partikel bermuatan dalam medan magnet ditandai dengan gerakan spiral sepanjang garis medan magnet,” tulis para peneliti.

“Ketika Bulan berada di sektor sebelum tengah hari dalam kondisi spiral Parker, garis-garis medan magnet antarplanet lokal bisa tersusun sedemikian rupa sehingga menghubungkan Bulan dengan wilayah medan magnet kuat Bumi. Oleh karena itu, gerakan partikel di sepanjang garis medan tersebut, terutama proton yang kami laporkan di sini, dipengaruhi oleh medan magnet kuat Bumi.”

Jadi, garis-garis melengkung dari medan magnet antarplanet membentang melalui ruang angkasa yang, pada posisi tertentu, condong ke arah Bumi dan bersinggungan dengan medan magnet planet, menciptakan semacam “bayangan” GCR. Ketika Bulan melewati bayangan tersebut – yang berlangsung sekitar dua hari – Chang’e 4 mencatat penurunan aliran proton dari GCR.

Terkait: Resmi: Misi Bulan NASA Artemis II Telah Diluncurkan

Penemuan ini, menurut para peneliti, bisa jadi cara untuk meminimalkan paparan radiasi bagi astronot.

“Temuan ini memberikan strategi potensial untuk perencanaan misi, terutama untuk misi Bulan berawak dan aktivitas di luar wahana, karena operasi bisa dijadwalkan bertepatan dengan periode radiasi rendah ini untuk mengurangi risiko paparan,” tulis para peneliti.

“Studi mendatang dengan dataset yang lebih luas bisa semakin memperjelas ruang lingkup spasial dan perilaku ruang kosong ini, memberikan wawasan lebih dalam tentang strategi perlindungan radiasi potensial, tidak hanya untuk sistem Bumi-Bulan tetapi juga berpotensi untuk misi di dekat benda bermagnet lainnya di tata surya.”

Temuan ini telah dipublikasikan di Science Advances.