Strengt tatt er det ikke strenge grenser mellom jord og rom. Atmosfæren vår ender ikke bare i en viss høyde; den peter ut gradvis. En ny studie fra Russlands romforskningsinstitutt (SRI) viser at atmosfæren vår strekker seg ut til 630 000 km ut i verdensrommet.
Hovedforfatteren av denne studien er Igor Baliukin. en forsker ved Russlands SRI, Institutt for planeter, fysikk og solcelleanlegg. Jean-Loup Bertaux, fra LATMOS ved Université de Versailles-Saint-Quentin-en-Yvelines, Frankrike var også involvert i studien. Studien brukte arkivdata fra SOHO (Solar and Heliospheric Observatory) for å finne den gassformige utvidelsen av jordas atmosfære.
Denne studien handler om det som kalles geocorona. Det er en enorm sky av hydrogenatomer som ligger der jordas atmosfære smelter sammen med verdensrommet. SOHO har 12 vitenskapelige instrumenter ombord, og ett av dem kalles SWAN (Solar Wind Anisotropies.) SWAN var i stand til å spore hydrogensignalet fra geocorona og oppdage de ytre grenser mer presist enn noen gang før.
Apollo 16 astronauter tok faktisk bilder av geocorona med det første kameraet på månens overflate, i 1972. Men den gang visste de ikke at de faktisk fortsatt var i jordens atmosfære.
“Månen flyr gjennom jordas atmosfære.”
Igor Baliukin, Russlands romfartssenter.
Denne studien handler også om det som er kjent som Lyman-alpha light. Det er en spesiell bølgelengde for ultrafiolett som samspiller med hydrogenatomer. Atomene kan både absorbere og avgi dette lyset. Problemet er at inne i jordas atmosfære blir dette lyset absorbert. Den eneste måten å se omfanget av koronaen er fra verdensrommet. Selv da kan SWAN / SOHO-observasjoner bare tas på bestemte tider av året, når Jorden og dets geocorona-hjul er i sikte på observatoriet.
SWANs design gjør det mulig å måle hydrogenatomer i geocorona, og filtrere ut eller kassere hydrogenatomene i verdensrommet.
Forskerne bak den nye studien fant ut at sollys komprimerer hydrogenatomer på jordens dagside, og det gir også økt tetthet på nattsiden. Imidlertid er den tettheten bare relativ; den dagtette regionen har bare 70 atomer per kubikkcentimeter 60.000 km over jorden. På månens avstand er det bare rundt 0,2 atomer per cc.
“Månen flyr gjennom jordas atmosfære, Sa Baliukin, hovedforfatter av avisen som presenterte resultatene. “Vi var ikke klar over det før vi støvet av observasjoner som er gjort for SOHO-romfartøyet for over to tiår siden.”
Selv om geocorona strekker seg langt nok til å omfatte Månen, betyr det ikke at den vil hjelpe romutforskningen på noen måte. Selv om hydrogenet er en utvidelse av atmosfæren, er tettheten av hydrogenatomer fortsatt så lav at det stort sett er et vakuum. Men det gjør ikke dette funnet meningsløst, ikke med et langt skudd.
“På jorden vil vi kalle det vakuum, så denne ekstra kilden til hydrogen er ikke betydelig nok til å lette romutforskning, Sier Igor.
Men det er betydelig når det gjelder eksoplaneter. For planeter med hydrogen i sine eksosfærer sees ofte vanndamp nærmere overflaten. Det er tilfellet for Jorden, Mars og Venus. Dette faktum kan være nyttig når du prøver å bestemme hvilke eksoplaneter som kan ha vann.
“Dette er spesielt interessant når vi leter etter planeter med potensielle vannmagasiner utover vårt solsystem, Forklarer Jean-Loup Bertaux, medforfatter og tidligere hovedetterforsker av SWAN.
Denne utvidede atmosfæren og det ultrafiolette i det utgjør ingen fare for astronauter på oppdrag i dette området. Det er også ultrafiolett stråling knyttet til geocorona, da hydrogenatomene sprer sollys i alle retninger, men innvirkningen på astronauter i en månebane vil være ubetydelig sammenlignet med den viktigste strålekilden - Solen, Sier Jean-Loup Bertaux.
Men det er mulig at geocorona kan forstyrre astronomiske observasjoner utført i nærheten av Månen. Dette er noe som ethvert måneteleskop må vurdere. “Romteleskoper som observerer himmelen i ultrafiolette bølgelengder for å studere den kjemiske sammensetningen av stjerner og galakser, vil trenge å ta hensyn til dette, Legger Jean-Loup til.
SOHO ble lansert i 1995, og har studert solen i over 20 år. Den er fremdeles der oppe i bane rundt L1, selv om den var designet for et to-årig oppdrag. I løpet av sin levetid så langt har den et antall "førstere" under beltet.
SOHOs SWAN-instrument observerte jordas geocorona tre ganger mellom 1996 og 1998. Teamet bestemte seg for å hente disse dataene fra SOHO-arkivene og analysere dem nærmere. Denne oppdagelsen får oss til å lure på hva andre funn som er skjult i arkivene.
“Data som er arkivert for mange år siden, kan ofte utnyttes til ny vitenskap, Sier Bernhard Fleck, prosjektforsker fra ESA SOHO. “Denne oppdagelsen belyser verdien av data samlet for over 20 år siden og den eksepsjonelle ytelsen til SOHO.”
Den nye studien er publisert i Journal of Geophysical Research: Space Physics.
Kilder:
- Forskningsartikkel: SWAN / SOHO Lyman?? kartlegging: Hydrogen Geocorona strekker seg langt utenfor månen
- ESAs pressemelding: Earth's Atmosphere Stretch Out to the Moon and Beyond
- SOHO faktaark
