Tarkkaan ottaen, maan ja avaruuden välillä ei ole tiukkoja rajoja. Ilmapiiri ei lopu vain tietylle korkeudelle; se etenee vähitellen. Venäjän avaruustutkimuslaitoksen (SRI) uusi tutkimus osoittaa, että ilmapiiri ulottuu 630 000 km: iin avaruuteen.
Tämän tutkimuksen pääkirjailija on Igor Baliukin. tutkija Venäjän SRI: ssä, planeettojen, fysiikan ja aurinkokunnan pienten elinten osastolla. Jean-Loup Bertaux, LATMOS, Université de Versailles-Saint-Quentin-en-Yvelines, Ranska, oli myös mukana tutkimuksessa. Tutkimuksessa käytettiin SOHO: n (Solar and Heliospheric Observatory) arkistotietoja maapallon ilmakehän kaasumaisen jatkeen löytämiseksi.
Tämä tutkimus liittyy kaikkiin niin kutsuttuun geokoronaan. Se on valtava vetyatomipilvi, joka sijaitsee siellä, missä Maan ilmapiiri sulautuu avaruuteen. SOHO: lla on 12 tiedeinstrumenttia, ja yksi niistä on nimeltään SWAN (Solar Wind Anisotropies.) SWAN pystyi jäljittämään geokoronan vedyn signaalin ja havaitsemaan sen ulkorajat tarkemmin kuin koskaan ennen.
Apollo 16 -astronautit ottivat todella kuvan geokoronasta ensimmäisen kameran kanssa kuun pinnalla, vuonna 1972. Mutta tuolloin he eivät tienneet, että he todella ovat edelleen maan ilmakehässä.
“Kuu lentää maan ilmakehän läpi.”
Igor Baliukin, Venäjän avaruustutkimuskeskus.
Tämä tutkimus koskee myös niin kutsuttuja Lyman-alfa-valoja. Se on tietty ultravioletin aallonpituus, joka on vuorovaikutuksessa vetyatomien kanssa. Atomit voivat sekä absorboida että emittoida tätä valoa. Ongelmana on, että maapallon ilmakehässä tämä valo absorboituu. Ainoa tapa nähdä koronan laajuus on avaruudesta. Jo silloin SWAN / SOHO-havainnot voidaan ottaa vain tietyin vuodenaikoina, kun maapallo ja sen geokoronipyörä ovat näkymässä observatoriossa.
SWANin suunnitelma antaa sille mahdollisuuden mitata vetyatomit geokoronassa ja suodattaa tai heittää vetyatomit avaruuteen.
Uuden tutkimuksen takana olleet tutkijat havaitsivat, että auringonvalo puristaa vetyatomeja Maan päivän varrella, ja se tuottaa myös lisääntyneen tiheyden yöpuolella. Tämä tiheys on kuitenkin vain suhteellinen; Päivän tiheällä alueella on vain 70 atomia kuutiometriä kohti 60 000 km: n päässä maanpinnasta. Kuun etäisyydellä on vain noin 0,2 atomia per cm3.
“Kuu lentää maan ilmakehän läpi", Sanoi Baliukin, tuloksia esittelevän lehden pääkirjailija. ”Emme tienneet sitä, ennen kuin hylkäsimme SOHO-avaruusaluksen yli kaksi vuosikymmentä sitten tekemät havainnot.”
Vaikka geokorona ulottuu riittävän pitkälle kattamaan Kuun, se ei tarkoita, että se auttaisi avaruustutkimusta millään tavalla. Vaikka vety on ilmakehän jatke, vetyatomien tiheys on edelleen niin pieni, että se on melko tyhjiö. Mutta se ei tee tästä havainnosta merkitystä, ei kaukaakaan.
“Maapallolla kutsumme sitä tyhjöksi, joten tämä ylimääräinen vedyn lähde ei ole tarpeeksi merkittävä avaruustutkimuksen helpottamiseksi”, Sanoo Igor.
Mutta se on merkittävä, kun kyse on eksoplaneetoista. Planeettalle, jonka eksosfäärissä on vety, vesihöyry nähdään usein lähempänä niiden pintaa. Näin on maan, Marsin ja Venuksen kohdalla. Tämä tosiasia voi olla hyödyllinen yritettäessä selvittää, millä eksoplaneetoilla voi olla vettä.
“Tämä on erityisen mielenkiintoista, kun etsit planeettoja, joilla on potentiaalisia vesisäiliöitä aurinkokunnan ulkopuolella, ”Selittää SWANin kirjoittaja ja entinen tutkija Jean-Loup Bertaux.
Tämä laajennettu ilmapiiri ja siinä oleva ultravioletti eivät aiheuta vaaraa tälle avaruusalueelle tehtävissä olevissa astronauteissa. Geokoronaan liittyy myös ultraviolettisäteilyä, koska vetyatomit sirottavat auringonvaloa kaikkiin suuntiin, mutta vaikutus kuun kiertoradan astronautteihin olisi vähäinen verrattuna pääsäteilyn lähteeseen - aurinkoon”, Sanoo Jean-Loup Bertaux.
Mutta on mahdollista, että geokorona voi häiritä Kuun lähellä suoritettuja tähtitieteellisiä havaintoja. Tämä on jotain, jonka minkä tahansa kuun kaukoputken tulisi ottaa huomioon. ”Tähtien ja galaksien kemiallisen koostumuksen tutkimiseksi taivaan ultravioletti-aallonpituuksilla havaitsemien avaruusteleskooppien tulisi ottaa tämä huomioon, ”Lisää Jean-Loup.
SOHO perustettiin vuonna 1995, ja se on tutkinut aurinkoa yli 20 vuotta. Se kiertää edelleen L1: tä, vaikka se oli suunniteltu kahden vuoden tehtävään. Tähän mennessä sen elinkaaren aikana vyöllä on useita "ensimmäisiä".
SOHO: n SWAN-instrumentti havaitsi maan geokoronia kolme kertaa vuosien 1996 ja 1998 välillä. Ryhmä päätti noutaa nämä tiedot SOHO-arkistoista ja analysoida sitä edelleen. Tämä löytö saa meidät ihmettelemään, mitä muita löytöjä on piilotettu sen arkistoihin.
“Monia vuosia sitten arkistoituja tietoja voidaan usein hyödyntää uudessa tieteessä”, Sanoo ESA SOHO -projektitutkija Bernhard Fleck. ”Tämä löytö korostaa yli 20 vuotta sitten kerätyn tiedon arvoa ja SOHO: n poikkeuksellista suorituskykyä.”
Uusi tutkimus julkaistaan Geofysikaalisen tutkimuksen lehti: Avaruusfysiikka.
Lähteet:
- Tutkimuspaperi: SWAN / SOHO Lyman?? kartoitus: vetygeokorona ulottuu hyvin kuun puolelle
- ESA: n lehdistötiedote: Maan ilmapiiri ulottuu kuuhun ja sen ulkopuolelle
- SOHO-tietosivu
