Строго кажучи, між Землею та космосом немає чітких меж. Наша атмосфера не просто закінчується на певній висоті; воно проникає поступово. Нове дослідження Російського інституту космічних досліджень (НДІ) показує, що наша атмосфера простягається до космосу на 630 000 км.
Головний автор цього дослідження - Ігор Балюкін. науковий співробітник російського НДІ, відділу планет, фізики та малих тіл Сонячної системи. Жан-Луп Берто, LATMOS в Університеті де Версаль-Сен-Квентін-ан-Івлін, Франція, також брав участь у дослідженні. У дослідженні використовувались архівні дані SOHO (Сонячна та Геліосферна обсерваторія) для пошуку газоподібного поширення земної атмосфери.
Це дослідження стосується того, що називається геокорона. Це величезна хмара атомів водню, яка знаходиться там, де атмосфера Землі зливається з космосом. SOHO має 12 наукових приладів на борту, і один з них називається SWAN, (Анізотропія сонячного вітру.) SWAN зміг простежити водневий сигнал з геокорони та виявити його зовнішні межі точніше, ніж будь-коли раніше.
Астронавти Аполлона 16 насправді сфотографували геокорону з першою камерою на місячній поверхні в 1972 році. Але в той час вони не знали, що вони насправді все ще знаходяться в атмосфері Землі.
“Місяць пролітає через атмосферу Землі.”
Ігор Балюкін, Російський центр космічних досліджень.
Це дослідження також стосується того, що називають світлом Лімана-альфа. Це особлива довжина хвилі ультрафіолету, яка взаємодіє з атомами водню. Атоми можуть як поглинати, так і випромінювати це світло. Проблема полягає в тому, що всередині атмосфери Землі це світло поглинається. Єдиний спосіб побачити масштаби корони - це з космосу. Вже тоді спостереження SWAN / SOHO можна робити лише в певні періоди року, коли Земля та її геокорона колесо враховують обсерваторію.
Конструкція SWAN дозволяє йому вимірювати атоми водню в геокороні та фільтрувати або викидати атоми водню в космос.
Вчені, що стояли за новим дослідженням, виявили, що сонячне світло стискає атоми водню на дні Землі, а також створює підвищену щільність на нічній стороні. Однак ця щільність лише відносна; денна щільна область має лише 70 атомів на кубічний сантиметр на 60 000 км над Землею. На відстані Місяця є лише близько 0,2 атомів на куб.
“Місяць пролітає через атмосферу Землі", - сказав Балюкін, провідний автор статті, представляючи результати. "Ми про це не усвідомлювали, доки ми не відмовилися від спостережень, зроблених космічним кораблем SOHO понад два десятки років тому.”
Незважаючи на те, що геокорона простягається досить далеко, щоб охопити Місяць, це не означає, що це допоможе космічним дослідженням будь-яким чином. Хоча водень є продовженням атмосфери, щільність атомів водню все ще настільки низька, що це майже вакуум. Але це не робить цю знахідку безглуздою, а не дальнім пострілом.
“На Землі ми би назвали це вакуумом, тому це додаткове джерело водню недостатньо вагоме, щоб полегшити космічні дослідження, - каже Ігор.
Але це важливо, коли мова йде про екзопланети. Для планет, що містять водень у екзосфері, водяна пара часто бачиться ближче до їх поверхні. Це стосується Землі, Марса та Венери. Цей факт може бути корисним при спробі визначити, у яких екзопланет може бути вода.
“Це особливо цікаво при пошуку планет з потенційними водоймами за межами нашої Сонячної системи", - пояснює Жан-Луп Берто, співавтор і колишній головний слідчий SWAN.
Така подовжена атмосфера та ультрафіолет у ній не становлять небезпеки для космонавтів під час місій у цьому космічному регіоні. Існує також ультрафіолетове випромінювання, пов'язане з геокороною, оскільки атоми водню розсіюють сонячне світло у всі сторони, але вплив на космонавтів на місячній орбіті був би незначним порівняно з головним джерелом випромінювання - Сонцем, - каже Жан-Луп Берто.
Але можливо, що геокорона могла б перешкоджати астрономічним спостереженням, проведеним поблизу Місяця. Це те, про що мав би розглянути будь-який місячний телескоп. "Космічні телескопи, що спостерігають за небом ультрафіолетових довжин хвиль для вивчення хімічного складу зірок і галактик, повинні враховувати це", - додає Жан-Луп.
SOHO був запущений в 1995 році і вивчає Сонце вже більше 20 років. Він все ще знаходиться на орбіті L1, навіть якщо він був розроблений для дворічної місії. Протягом свого життя дотепер він мав ряд «перших» під поясом.
Інструмент SWAN SOHO тричі спостерігав геокорону Землі між 1996 та 1998 роками. Команда вирішила отримати ці дані з архівів SOHO та додатково проаналізувати їх. Це відкриття змушує замислитися, які інші відкриття приховані в його архівах.
“Дані, заархівовані багато років тому, часто можуть використовуватися для нової науки, - каже Бернхард Флек, науковець проекту ESA SOHO. "Це відкриття підкреслює цінність даних, зібраних понад 20 років тому, та виняткові показники роботи SOHO.”
Нове дослідження опубліковане в Журнал геофізичних досліджень: фізика космосу.
Джерела:
- Дослідницький документ: SWAN / SOHO Lyman?? картографування: Геокорона водню поширюється за межі Місяця
- Прес-реліз ESA: Атмосфера Землі тягнеться до Місяця та далі
- Таблиця фактів SOHO
