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俄專家發現:地球大氣層范圍驚人,月球從地球的大氣層中穿越

分類:科技圈 瀏覽數:49 2019-02-24 18:45 鳳凰科技 良弼 編輯: 厚學

最新研究發現,地球大氣層的最外層遠遠超出了月球軌道——幾乎是地球到月球距離的兩倍。根據歐洲航天局/美國國家航空航天局(ESA/NASA)太陽和太陽風層天文衛星(SOHO)的觀測結果,環繞地球的氣體層可達63萬公里外,即地球直徑的50倍。

作為這份研究報告結果的第一作者,俄羅斯空間研究所的伊戈爾·巴留金(Igor Baliukin)表示:“月球從地球的大氣層中穿越。我們重新梳理了SOHO約20年前的觀測數據,才發現這一點?!?/p>

在地球的大氣層與外層空間融合的地方,有一片氫原子云,叫做地冕。太陽和太陽風層天文衛星上的SWAN儀器可以利用它的靈敏傳感器來追蹤氫的特征,并精確地探測到日冕的外圍有多遠。

這些觀測只能在一年中特定的時間進行,那時地球和它的地冕進入了SWAN的視野。

對于外大氣層含有氫的行星,通??梢栽陔x其大氣層表面更近的地方看到水蒸氣。地球、火星和金星都是如此。報告的共同作者兼SWAN前首席研究員貝爾托斯(Jean-Loup Bertaux)解釋稱:“在尋找太陽系以外有潛在儲水能力的行星時,這一點尤其有幫助?!?/p>

▲地冕的范圍遠遠超出了月球的軌道

▲這張照片是1972年由阿波羅16號宇航員在月球上通過照相機拍攝的

1972年,“阿波羅16號”的宇航員在月球上放置了第一臺望遠鏡,它捕捉到了一幅令人回味的畫面:環繞地球的地冕在紫外線下發出明亮的光芒。

貝爾托斯認為:“當時,月球表面的宇航員并不知道他們實際上被淹沒在地冕中?!?/p>

氫云

太陽通過一種叫做萊曼α(Lyman-alpha)的特殊波長的紫外線與氫原子相互作用,這種原子既能吸收光又能射出光。但由于這種光被地球的大氣層吸收,所以人們只能從太空中觀察到它。

由于它的氫吸收特性,SWAN可以選擇性地測量來自地冕的萊曼α光,并將氫原子丟棄在更遠的行星際空間。

新的研究表明,陽光在地球迎光面(dayside)壓縮了地冕的氫原子,同時也在背陽面產生了一個密度增強的區域。在離地球表面6萬公里以上的空間,每立方厘米只有70個原子,而大氣層到月球距離的空間里,每立方厘米只有0.2個原子。

伊戈爾指出:“在地球上我們把它叫做真空,所以這個額外的氫來源不足以促進人類的太空探索?!?/p>

SWAN測量的地球大氣層最外層(地冕)氫原子的強度(或密度)。藍色表示低強度,紅色表示高強度。

好在這些粒子不會對未來載人飛行中的太空旅行者構成任何威脅。

貝爾托斯指出,由于氫原子將陽光散射到四面八方,地冕也會產生紫外線輻射,但與太陽這一主要輻射源相比,繞月軌道上的宇航員受到的影響可以忽略不計。

但不利的一面在于,地球的地冕可能會對未來在月球附近進行的天文觀測造成干擾。因此,利用太空望遠鏡在紫外波段觀測天空以研究恒星和星系的化學組成時需要考慮到這一點。

歷史數據的價值

太陽和太陽風層天文衛星(SOHO)于1995年12月發射,20多年來一直在研究太陽、從其核心深處到外日冕以及太陽風。該衛星圍繞第一拉格朗日點(L1)運行。

它所處的位置是一個很好的觀測點,可以從外部觀測到地冕層。SOHO的Swan儀器在1996年至1998年期間,曾三次拍攝到地球及其擴展的大氣層。

貝爾托斯和伊戈爾在俄羅斯的研究小組決定從檔案中檢索這些數據以作進一步分析。SOHO所觀測到的這些獨特的地冕景觀,為研究了解地球大氣層提供了新的視角。

歐洲航天局SOHO項目科學家伯恩哈德·弗萊克(Bernhard Fleck)指出,歷史存檔數據往往可以被用于新的科學研究,這一發現突顯了20多年前收集數據的價值以及SOHO的卓越表現。

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