Atmosfera ziemska składa się z kilku warstw: troposfery (górna granica 20 km), stratosfery (granica 50 km), mezosfery (granica 85 km), termosfery (granica 690 km) i egzosfery (granica 10 000 km). Tak zwana linia Karmana, położona na wysokości 100 kilometrów, przez długi czas była traktowana jako warunkowa granica między atmosferą Ziemi a kosmosem. Jednak w toku nowych badań, których wyniki zostały opublikowane w Journal of Geophysical Research: Space Physics, stwierdzono, że atmosfera naszej planety jest znacznie bardziej złożona, niż mogłoby się wydawać na pierwszy rzut oka. Naukowcy odkryli, że jego granice wykraczają daleko poza granice Księżyca.
Przestrzeń, w tym Księżyc, będąca zewnętrzną częścią najwyższej warstwy atmosfery ziemskiej, egzosfery, jest przez naukowców nazywana geokoroną. Jest to chmura atomów wodoru, która zaczyna świecić pod wpływem promieniowania ultrafioletowego. Ponieważ ta chmura jest bardzo cienka, zmierzenie jej rzeczywistych granic okazało się wyzwaniem. Tak więc, zgodnie z wynikami wcześniejszych badań, górną granicę tej przestrzeni wyznacza odległość około 200 000 kilometrów od Ziemi, czyli punkt, za którym ciśnienie wiatru słonecznego przewyższa już siłę ziemskiej grawitacji.
Międzynarodowa grupa naukowa kierowana przez Igora Balyukina z Instytutu Badań Kosmicznych Rosyjskiej Akademii Nauk na podstawie danych zebranych przez statek kosmiczny SOHO (Solar and Heliospheric Observatory), będący wspólnym projektem Europejskiej Agencji Kosmicznej i amerykańskiej agencji lotniczej NASA, była w stanie dowiedzieć się, że ustalona wcześniej granica geokorony nawet nie zbliża się do rzeczywistej. sytuacja. Badacze ustalili, że geokorona ma w rzeczywistości co najmniej 630 000 kilometrów długości. Innymi słowy, oznacza to, że granice naszej atmosfery są daleko poza granicami Księżyca, który z kolei znajduje się zaledwie 384 000 kilometrów od naszej planety.
Granica ziemskiej geokorony jest zaznaczona na niebiesko (bez skali).
Odkrycie to jest tym bardziej interesujące, że dokonano go na podstawie danych obserwacyjnych prowadzonych w latach 1996-1998, czyli ponad 20 lat temu. Cały czas leżeli w archiwum, czekając na analizę.
Dane uzyskano za pomocą bardzo czułego instrumentu SWAN sondy kosmicznej, zaprojektowanego do pomiaru dalekiego promieniowania ultrafioletowego atomów wodoru, zwanych fotonami Lyman-alfa. Nie można ich zobaczyć z Ziemi - są pochłaniane przez wewnętrzne warstwy atmosfery, dlatego obserwacje należy prowadzić bezpośrednio w kosmosie. Na przykład astronauci Apollo 16 byli w stanie sfotografować geokoronę w 1972 roku.
Zdjęcie ziemskiej geokorony zrobione z Księżyca przez astronautów Apollo 16.
Instrument SWAN ma tę zaletę, że jest w stanie wybiórczo mierzyć promieniowanie geokorony poprzez odfiltrowywanie promieniowania Lyman-alfa z przestrzeni kosmicznej. To właśnie pozwoliło naukowcom stworzyć dokładniejszą mapę tej części ziemskiej atmosfery.
Nowe badanie nie tylko pomogło zrozumieć prawdziwy rozmiar geokorony, ale także wykazało, że ciśnienie światła słonecznego zwiększa gęstość atomów wodoru po dziennej stronie Ziemi i tworzy obszar o zwiększonej gęstości po stronie nocnej. Jednak nawet po stronie dziennej gęstość ta jest dość niska - na wysokości około 60 000 kilometrów nad powierzchnią planety wynosi około 70 atomów wodoru na centymetr sześcienny. Po stronie nocnej jest jeszcze niższa i nadal spada do 0,2 atomu na centymetr sześcienny, gdy zbliża się do orbity okołoksiężycowej.
Jak wyjaśniają autorzy badania, dobrą wiadomością jest to, że cząstki te nie będą stanowić żadnego dodatkowego zagrożenia dla astronautów podczas przyszłych załogowych misji na Księżyc.
Zła wiadomość jest taka, że geokorona może zakłócać przyszłe obserwacje astronomiczne, które będą prowadzone w pobliżu Księżyca.
W ostatnim można zauważyć jeden interesujący fakt. Jeśli dane badawcze są poprawne, to z technicznego punktu widzenia, nawet w warunkach startów kosmicznych, człowiek nigdy nie opuścił ziemskiej atmosfery.
