Jordens atmosfär består av flera lager: troposfären (övre gränsen 20 km), stratosfären (gränsen 50 km), mesosfären (gränsen 85 km), termosfären (gränsen 690 km) och exosfären (gränsen 10.000 km). Under en lång tid har den så kallade Karman-linjen, belägen på 100 kilometer höjd, tagits som en villkorad gräns mellan jordens atmosfär och rymd. Under en ny studie, vars resultat publicerades i Journal of Geophysical Research: Space Physics, konstaterades emellertid att atmosfären på vår planet är mycket mer komplex än den kan verka vid första anblicken. Forskare har funnit att dess gränser går långt utöver månens gränser.
Utrymmet, inklusive månen och som är den yttre delen av det översta skiktet av jordens atmosfär, exosfären, kallas geocorona av forskare. Det är ett moln av väteatomer som börjar glöda när de utsätts för ultraviolett strålning. Eftersom detta moln är mycket tunt, visade det sig vara en utmaning att mäta dess verkliga gränser. Enligt resultaten från tidigare studier bestämdes således det övre gränsen för detta utrymme av avståndet på cirka 200 000 kilometer från jorden, den punkt utöver vilken solvindens tryck redan åsidosätter kraften i jordens tyngdkraft.
En internationell vetenskaplig grupp under ledning av Igor Balyukin från rymdforskningsinstitutet vid den ryska vetenskapsakademin, som använde data som samlats in av rymdskeppet SOHO (Solar and Heliospheric Observatory), som är ett gemensamt projekt för European Space Agency och den amerikanska rymdbyrån NASA, kunde ta reda på att den tidigare etablerade geocorona-gränsen inte ens kommer nära den verkliga. läget. Forskare har konstaterat att geocorona faktiskt är minst 630 000 kilometer lång. Med andra ord betyder detta att gränserna för vår atmosfär ligger långt utanför månens gränser, som i sin tur bara är 384 000 kilometer från vår planet.
Gränsen för jordens geocorona är markerad med blått (inte i skala).
Upptäckten görs ännu mer intressant av det faktum att den gjordes på basis av observationsdata från 1996 till 1998, det vill säga för mer än 20 år sedan. Hela tiden låg de i arkivet och väntar på analys.
Uppgifterna erhölls med hjälp av rymdskeppets mycket känsliga SWAN-instrument, utformat för att mäta den yttersta ultravioletta strålningen av väteatomer, kallad Lyman-alpha-fotoner. Det är omöjligt att se dem från jorden - de absorberas av atmosfärens inre lager, därför måste observationer göras direkt i rymden. Till exempel kunde Apollo 16-astronauterna fotografera geocorona 1972.
Ett fotografi av jordens geocorona taget från månen av Apollo 16-astronauterna.
SWAN-instrumentet har fördelen av att selektivt kunna mäta geocorona-strålning genom att filtrera ut Lyman-alfa-strålning från djupa rymden. Det är detta som gjorde det möjligt för forskare att skapa en mer exakt karta över denna del av jordens atmosfär.
Den nya studien hjälpte inte bara till att förstå den verkliga storleken på geocorona, utan visade också att trycket från solljus ökar tätheten av väteatomer på jordens dagssida och skapar ett område med ökad densitet på nattsidan. Ändå, även på dagtidssidan, är denna täthet ganska låg - på en höjd av cirka 60 000 kilometer över planetens yta är den cirka 70 väteatomer per kubikcentimeter. På nattsidan är den ännu lägre och fortsätter att minska till 0,2 atomer per kubikcentimeter när den närmar sig circumlunarbanan.
Den goda nyheten, förklarar studieförfattarna, är att dessa partiklar inte kommer att utgöra något ytterligare hot mot astronauter vid framtida bemannade uppdrag till månen.
De dåliga nyheterna är att geocorona kan störa framtida astronomiska observationer som kommer att göras nära månen.
Den sista kan noteras ett intressant faktum. Om forskningsuppgifterna är korrekta, har en person från en teknisk synvinkel, till och med under förhållandena för rymdstarter, aldrig lämnat jordens atmosfär.