Naujas tyrimas: „net Mėnulis iš tikro skrieja per Žemės atmosferą“

Žmonės mėgsta daiktus apkarstyti įvairiomis etiketėmis ir nubrėžti jų ribas. Pavyzdžiui, esame pratę manyti, kad riba tarp Žemės atmosferos ir kosmoso – vadinamoji Karmano linija - yra 100 km aukštyje virš jūros lygio. Virš šios ribos aeronautika baigiasi, o astronautika prasideda, rašo „Science Alert“.

Žemės atmosferos ribas sunku nuprėžti ©NASA | commons.wikimedia.org

Bet žvelgiant ne per etikečių, o per faktų prizmę, atmosfera yra gerokai sudėtingesnis derinys (jau neskaitant to, kad pastaruoju metu nelabai sutariama ir dėl to, kokiame aukštyje reikėtų brėžti Karmano liniją). Visai neseniai astronomų grupė nustatė, kad iš tiesų atmosfera yra gerokai didesnė, nei galėtume įsivaizduoti – ji driekiasi iki Mėnulio. Ir dar antra tiek.

Šis regionas yra vadinamas geokorona (arba Žemės vainiku). Tai yra išorinio atmosferos sluoksnio, vadinamo egzosfera, dalis. Iš esmės tai yra retas neutralių vandenilio dujų debesis, kuris švyti tolimojo ultravioletinio spektro spinduliais.

Dėl retumo šio sluoksnio dydį išmatuoti sudėtinga. Anksčiau buvo manoma, kad viršutinė geokoronos riba yra per maždaug 200 000 km nuo Žemės, nes tai yra maždaug ta riba, kur Saulės spinduliuotės sukuriamas slėgis tampa didesne veikiančiąja jėga nei Žemės gravitacija.

Bet Europos ir JAV kosmoso agentūroms bendrai priklausanti kosminė laboratorija SOHO (Solar and Heliospheric Observatory) leido nustatyti, kad ši logiškais pamąstymais pagrįsta riba yra nubrėžta smarkiai per arti Žemės. Pasirodo, geokorona driekiasi iki maždaug 630 000 km nuo Žemės.

Kas reiškia, kad į šį atmosferos dujų debesį patenka ir Mėnulis.

„Mėnulis skrieja per Žemės atmosferą“, – šį kosminį faktą pakomentavo Rusijos kosminių tyrimų instituto fizikas Igoris Baliukinas.

Iš tiesų, Mėnulis, kurio vidutinis nuotolis iki Žemės yra 384 000 km, yra praktiškai pačiame Žemės atmosferos viduryje.

O dar įdomiau yra tai, kad SOHO šį stebėtiną faktą nustatė dar prieš du dešimtmečius, tarp 1996 ir 1998 metų. Ir tie palydovo surinkti duomenys ramiai sau gulėjo archyve, laukdami, kol kokio nors mokslininko rankos juos pasieks.

Matavimai buvo atlikti su aiškiu tikslu nustatyti geokoronos ribas naudojant kosminės observatorijos instrumentą SWAN – jautrią įrangą, skirta išmatuoti tolimojo ultravioletinio spektro emisijas (vadinamuosius Lymano-alfa fotonus) iš vandenilio atomų.

Iš Žemės tos spinduliuotės įžiūrėti neįmanoma – ją absorbuoja vidiniai atmosferos sluoksniai. Tad reikalingi orbitoje besisukantys instrumentai. Pavyzdžiui, 1972 m. geokoroną nufotografavo „Apollo 16“ misijos astronautai, patys net nežinodami, kad yra šio atmosferos sluoksnio viduje.

Tuo tarpu SWAN instrumentas geba selektyviai matuoti geokoronos šviesą atfiltruodamas Lymano-alfa spinduliuotę, sklindančią iš kitų šaltinių – iš tolimojo kosmoso. Būtent dėl to buvo įmanoma sudaryti tikslesnį Žemės geokoronos žemėlapį.

O kartu su visus astronomus nustebinusiu šio atmosferos sluoksnio dydžiu, kosminė observatorija nustatė ir keistą Saulės poveikį.

Žemės dieninėje pusėje vandenilio atomus spaudžia Saulės šviesa – dėl to įprastinis geokoronos vandenilio tankis – 70 atomų kubiniame centimetre – ties Mėnulio orbita sumažėja iki 0,2 atomų kubiniame centimetre (tai yra labai mažas tankis, labai artimas vakuumui).

O štai naktinėje Žemės pusėje tankis išauga, nes į ten „sustumiami“ vandenilio atomai – geokorona tampa panašia į kometos uodegą, kai pats kometos kūnas yra Žemė.

Nors vandenilio atomai išbarsto ultravioletinę spinduliuotę, šis išbarstymas yra labai nestiprus, ypač lyginant su milžiniškais šios spinduliuotės kiekiais, iškeliaujančiais iš Saulės. Todėl geokorona yra menka apsauga astronautams.

Vadinasi, net ir tikslių šio atmosferos sluoksnio ribų žinojimas kosmoso tyrinėjimų procesą nelabai pakeis. Bet už tai šis atradimas svarbus tuo, kad bet kuriam iš geokoronos vidaus tyrimus vykdančiam orbitiniam teleskopui, vykdančiam tolimojo kosmoso stebėjimus, tikriausiai reikėtų atlikti papildomą kalibravimą įvertinant bazines Lyman-alfa spinduliuotės linijas.

„Kosminiai teleskopai, dangų stebintys ultravioletinių spindulių ruože ir tiriantys cheminę žvaigždžių bei galaktikų sudėtį, turėtų įvertinti mūsų duomenis“, – sakė Prancūzijos nacionalinio mokslinių tyrimų centro CNRS astronomas, buvęs vyriausiasis SWAN instrumento mokslininkas Jean-Loupas Bertaux.

Be to, naujasis atradimas reiškia dar vieną labai įdomų faktą, kuriuo galėsite nustebinti draugus per kokį nors vakarėlį: joks žmogus dar niekada nėra palikęs Žemės atmosferos.

Mokslininkų tyrimo rezultatus publikavo „Journal of Geophysical Research: Space Physics“.

15min.lt