Přísně vzato, mezi Zemí a vesmírem neexistují přesné hranice. Naše atmosféra nekončí jen v určité nadmořské výšce; postupně mizí. Nová studie ruského institutu pro výzkum vesmíru (SRI) ukazuje, že naše atmosféra sahá až 630 000 km do vesmíru.
Hlavním autorem této studie je Igor Baliukin. výzkumník na ruském SRI, oddělení planet, fyziky a malých těles sluneční soustavy. Do studie byl také zapojen Jean-Loup Bertaux z LATMOS na Université de Versailles-Saint-Quentin-en-Yvelines ve Francii. Studie použila archivní data ze SOHO (Solar and Heliospheric Observatory) k nalezení plynného rozšíření zemské atmosféry.
Tato studie je celá o tom, co se nazývá geokorona. Je to obrovský oblak atomů vodíku, který se nachází tam, kde se zemská atmosféra spojuje s vesmírem. SOHO má na palubě 12 vědeckých přístrojů a jeden z nich se nazývá SWAN (Anizotropie slunečního větru). SWAN byl schopen sledovat vodíkový signál z geokoróny a detekovat její vnější hranice přesněji než kdykoli předtím.
Tento snímek pořídili astronauti Apolla kamerou na Měsíci. Ukazuje geokorónu Země zářící ultrafialovým světlem. Obrazový kredit: NASA.
Astronauti Apolla 16 skutečně pořídili snímky geokoróny první kamerou na měsíčním povrchu v roce 1972. Tehdy ale nevěděli, že jsou ve skutečnosti stále uvnitř zemské atmosféry.
'Měsíc prolétá zemskou atmosférou.'
Igor Baliukin, ruské středisko pro výzkum vesmíru.
Tato studie je také o tom, co je známé jako Lyman-alfa světlo . Je to konkrétní vlnová délka ultrafialového záření, která interaguje s atomy vodíku. Atomy mohou toto světlo absorbovat i emitovat. Problém je v tom, že uvnitř zemské atmosféry je toto světlo absorbováno. Jediný způsob, jak vidět rozsah koróny, je z vesmíru. Dokonce i tehdy lze pozorování SWAN/SOHO provádět pouze v určitých obdobích roku, kdy se Země a její geokorona otáčejí v pohledu na observatoř.
Konstrukce SWANu umožňuje měřit atomy vodíku v geokoroně a odfiltrovat nebo vyřadit atomy vodíku ve vesmíru.
Pozorování geokoróny SWAN/SOHO. Měsíční dráha je znázorněna tečkovanou černou barvou. (Rayleigh je jednotka fotonového toku používaná k měření velmi slabého světla.) Image Credit:
ESA / NASA / SOHO / SWAN; I. Baliukin a kol. (2019)
Vědci za novou studií zjistili, že sluneční světlo stlačuje atomy vodíku na denní straně Země a také vytváří zvýšenou hustotu na noční straně. Tato hustota je však pouze relativní; denní hustá oblast má ve výšce 60 000 km nad Zemí pouze 70 atomů na krychlový centimetr. Ve vzdálenosti Měsíce je jen asi 0,2 atomu na cm3.
Diagram zobrazující Zemi, Měsíc, geokorónu a oběžnou dráhu L1 SOHO. Obrazový kredit: ESA.
'Měsíc prolétá zemskou atmosférou“ řekl Baliukin, hlavní autor článku prezentujícího výsledky. “Nebyli jsme si toho vědomi, dokud jsme neoprášili pozorování, která před více než dvěma desetiletími provedla kosmická loď SOHO.'
I když se geokoróna rozprostírá dostatečně daleko, aby obsáhla Měsíc, neznamená to, že by jakkoli napomohla průzkumu vesmíru. Přestože je vodík rozšířením atmosféry, hustota atomů vodíku je stále tak nízká, že je to téměř vakuum. To však nečiní toto zjištění bezvýznamným, a to ani zdaleka.
'Na Zemi bychom to nazvali vakuem, takže tento extra zdroj vodíku není dostatečně významný, aby usnadnil průzkum vesmíru“ říká Igor.
Ale je to důležité, pokud jde o exoplanety. Pro planety s vodíkem exosféry , vodní pára je často vidět blíže k jejich povrchu. To je případ Země, Marsu a Venuše. Tato skutečnost by mohla být užitečná při pokusu určit, které exoplanety by mohly mít vodu.
'To je zvláště zajímavé při hledání planet s potenciálními zásobárnami vody mimo naši sluneční soustavu“ vysvětluje Jean-Loup Bertaux, spoluautor a bývalý hlavní řešitel SWAN.
Tato rozšířená atmosféra a ultrafialové záření v ní nepředstavuje žádné nebezpečí pro astronauty na misích v této oblasti vesmíru.S geokoronou souvisí i ultrafialové záření, protože atomy vodíku rozptylují sluneční světlo do všech stran, ale dopad na astronauty na oběžné dráze Měsíce by byl zanedbatelný ve srovnání s hlavním zdrojem záření – Sluncem.“ říká Jean-Loup Bertaux.
Je však možné, že geokoróna by mohla rušit astronomická pozorování prováděná v blízkosti Měsíce. To je něco, co by musel vzít v úvahu každý lunární dalekohled. “Vesmírné dalekohledy pozorující oblohu v ultrafialových vlnových délkách za účelem studia chemického složení hvězd a galaxií by to musely vzít v úvahu.“ dodává Jean-Loup.
SOHO byla vypuštěna v roce 1995 a studuje Slunce již více než 20 let. Stále tam nahoře obíhá L1, i když byl navržen pro dvouletou misi. Za svou dosavadní životnost má řadu „ prvenství “ pod pásem.
Přístroj SWAN společnosti SOHO pozoroval geokorónu Země třikrát v letech 1996 až 1998. Tým se rozhodl získat tato data ze SOHO. archiv a dále to analyzovat. Tento objev nás nutí přemýšlet, jaké další objevy se skrývají v jeho archivech.
'Data archivovaná před mnoha lety lze často využít pro novou vědu“ říká Bernhard Fleck, projektový vědec ESA SOHO. “Tento objev zdůrazňuje hodnotu dat shromážděných před více než 20 lety a výjimečný výkon SOHO.'
Nová studie je zveřejněna v Journal of Geophysical Research: Space Physics .
Prameny:
- Výzkumný dokument: SWAN/SOHO Lyman??mapování: Vodíková geokorona sahá daleko za Měsíc
- Tisková zpráva ESA: Atmosféra Země se táhne k Měsíci a dále
- Informační list SOHO
