Strängt taget finns det inga stränga gränser mellan Jorden och rymden. Vår atmosfär slutar inte bara på en viss höjd; det peter ut gradvis. En ny studie från Rysslands rymdforskningsinstitut (SRI) visar att vår atmosfär sträcker sig till 630 000 km ut i rymden.
Huvudförfattaren till denna studie är Igor Baliukin. en forskare vid Rysslands SRI, Institutionen för planeter, fysik och solsystem i små organ. Jean-Loup Bertaux, från LATMOS vid Université de Versailles-Saint-Quentin-en-Yvelines, Frankrike var också involverad i studien. I studien användes arkivdata från SOHO (Solar and Heliospheric Observatory) för att hitta den gasformiga förlängningen av jordens atmosfär.
Denna studie handlar om vad som kallas geocorona. Det är ett stort moln av väteatomer som ligger där jordens atmosfär smälter samman med rymden. SOHO har 12 vetenskapliga instrument ombord, och ett av dem kallas SWAN (Solar Wind Anisotropies.) SWAN kunde spåra vätesignalen från geocorona och upptäcka dess yttre gränser mer exakt än någonsin tidigare.
Apollo 16-astronauter tog faktiskt bilder av geocorona med den första kameran på månens yta, 1972. Men vid den tiden visste de inte att de faktiskt fortfarande var inne i jordens atmosfär.
“Månen flyger genom jordens atmosfär.”
Igor Baliukin, Rysslands rymdforskningscenter.
Denna studie handlar också om vad som kallas Lyman-alpha light. Det är en speciell våglängd för ultraviolett som interagerar med väteatomer. Atomerna kan både absorbera och avge detta ljus. Problemet är att detta ljus absorberas inuti jordens atmosfär. Det enda sättet att se koronans omfattning är från rymden. Även då kan SWAN / SOHO-observationer endast tas vid vissa tider på året, när Jorden och dess geocorona-hjul ser till observatoriet.
SWANs design gör det möjligt att mäta väteatomerna i geocorona och filtrera bort eller kasta väteatomerna i rymden.
Forskarna bakom den nya studien fann att solljus komprimerar väteatomer på jordens dagsled, och det ger också förbättrad täthet på nattsidan. Emellertid är densiteten endast relativ; den dagliga täta regionen har bara 70 atomer per kubikcentimeter vid 60 000 km över jorden. På avståndet till månen finns det bara 0,2 atomer per cc.
“Månen flyger genom jordens atmosfär, ”Sade Baliukin, huvudförfattare till uppsatsen som presenterade resultaten. ”Vi var inte medvetna om det förrän vi dammade bort observationer från SOHO-rymdskeppet för över två decennier sedan.”
Även om geocorona sträcker sig tillräckligt långt för att omfatta månen, betyder det inte att det skulle hjälpa rymdutforskningen på något sätt. Även om väte är en förlängning av atmosfären är densiteten för väteatomer fortfarande så låg att det är ganska mycket ett vakuum. Men det gör inte denna upptäckt meningslös, inte med ett långt skott.
“På jorden skulle vi kalla det vakuum, så denna extra vätekälla är inte tillräckligt betydande för att underlätta utforskning av rymden, Säger Igor.
Men det är betydelsefullt när det gäller exoplaneter. För planeter med väte i sina exosfärer ses ofta vattenånga närmare ytan. Så är fallet för Jorden, Mars och Venus. Det faktum kan vara till hjälp när man försöker bestämma vilka exoplaneter som kan ha vatten.
“Detta är särskilt intressant när vi letar efter planeter med potentiella vattenbehållare bortom vårt solsystem, Förklarar Jean-Loup Bertaux, medförfattare och tidigare huvudutredare för SWAN.
Denna utökade atmosfär och den ultravioletta den utgör inte någon fara för astronauter på uppdrag i denna rymdregion. Det finns också ultraviolett strålning förknippad med geocorona, eftersom väteatomerna sprider solljus i alla riktningar, men påverkan på astronauter i månbana skulle vara försumbar jämfört med den huvudsakliga strålningskällan - solen, Säger Jean-Loup Bertaux.
Men det är möjligt att geocorona kan störa astronomiska observationer utförda nära månen. Detta är något som alla månteleskop måste tänka på. ”Rymdteleskop som observerar himlen i ultravioletta våglängder för att studera den kemiska sammansättningen av stjärnor och galaxer skulle behöva ta hänsyn till detta, Tillägger Jean-Loup.
SOHO lanserades 1995 och har studerat solen i över 20 år. Den är fortfarande där uppe och kretsar kring L1, även om den var utformad för ett tvåårigt uppdrag. Under dess livstid hittills har det ett antal "första" under sitt bälte.
SOHO: s SWAN-instrument observerade jordens geocorona tre gånger mellan 1996 och 1998. Teamet beslutade att hämta dessa data från SOHO-arkiven och analysera dem ytterligare. Denna upptäckt får oss att undra vilka andra upptäckter som är dolda i dess arkiv.
“Data arkiverade för många år sedan kan ofta utnyttjas för ny vetenskap, Säger Bernhard Fleck, ESA SOHO-projektforskare. ”Denna upptäckt belyser värdet på data som samlats in för mer än 20 år sedan och SOHO: s exceptionella prestanda.”
Den nya studien publiceras i Journal of Geophysical Research: Space Physics.
Källor:
- Forskningsdokument: SWAN / SOHO Lyman?? kartläggning: Hydrogen Geocorona sträcker sig långt bortom månen
- ESA-pressmeddelande: Jordens atmosfär sträcker sig ut till månen och bortom
- SOHO-faktablad
