數十億年來，月球都悄悄受到地球強大磁場庇護，即使月球軌道位於保護圈外，地球磁層形成的高能粒子「洞」仍可保護月球不受有害宇宙射線影響。
在太空，來自銀河系各處的銀河宇宙射線（galactic cosmic ray，GCR）穿透力極強，它們主要由被激發至接近光速行進的質子、氦原子等帶電粒子組成，對人體、設備都可能造成傷害，包括破壞 DNA 並增加癌症風險。
在地球的我們不用擔心銀河宇宙射線，因為地球擁有強大磁場與厚大氣層，幾乎可全擋（或偏移）這些致命粒子，但太空人飛出地球防禦圈就得直接面對它們，當我們談論去月球長住或登陸火星，銀河宇宙射線是科學家最頭痛的終極大魔王。
長期以來，科學家假設銀河宇宙射線在地球磁場外的空間分布大致均勻，若月球未進入地球磁場保護範圍，原本預期月球表面會維持恆定高輻射。
地球磁場壓倒太陽風磁場的保護區
但近日科學家分析嫦娥四號 2019 年 1 月～2022 年 1 月期間收集的 31 次月球週期數據，重點關注太陽週期安靜期（此時測量到的太空輻射主要來自銀河宇宙射線），分析嫦娥四號測量的質子計數變化，意外發現地球磁層提供的防護效果比預期多：
當月球軌道來到地球磁層另一邊（或者說月球當地清晨、日出後幾小時），月球附近會出現宇宙銀河射線量降低的「空洞」區域，並使月球表面 9.18～34.14 MeV 範圍內低能質子數量減少 20%。
由於輻射減少現象出現在月球漸盈特定時段，研究團隊推斷月球當下可能穿越能降低宇宙射線輻射的「宇宙空洞」，該區域由地球磁場阻擋高能宇宙質子形成。
一般來說，帶電粒子在磁場的運動特徵為沿著磁力線呈螺旋狀進行，當月球來到太陽磁場帕克螺旋（Parker spiral）結構的正午前扇區，當地行星際磁場（IMF）磁力線排列方式，可能會將月球與地球強磁場區域連接起來，沿著這些磁力線運動的粒子便受地球強磁場影響，最終導致地球兩側銀河宇宙射線（GCR）計數減少。
為證實地球磁場影響銀河宇宙射線傳播，團隊進一步模擬宇宙質子在月球軌道運動軌跡，確實發現了銀河宇宙射線減少的空洞。
儘管完整空洞範圍尚未確認，但這些發現對未來太空任務已極具價值，尤其是載人登月任務與太空艙外活動，操作時間可與較低輻射週期安排一致，降低太空人暴露高能輻射風險。
新論文發表在《Science Advances》期刊。
- Chinese lander reveals giant ‘cavity’ of radiation between Earth and the moon — and it could change how lunar exploration is done
- Earth’s magnetic field creates a previously undetected pocket of protection from radiation on the moon
- Astronomers Spot Previously Unknown Space ‘Cavity’ That’s Quietly Protecting the Moon
（首圖來源：Science Advances 期刊）
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