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俄专家发现地球的大气层范围惊人 已延伸到月球之外

2019-03-11 01:14:40 N软网 编辑:琳达 浏览数:21智学网

北京时间2月21日消息,最新研究发现,地球大气层的最外层远远超出了月球轨道——几乎是地球到月球距离的两倍。根据欧洲航天局/美国国家航空航天局(ESA/NASA)太阳和太阳风层天文卫星(SOHO)的观测结果,环绕地球的气体...

北京时间2月21日消息,最新研究发现,地球大气层的最外层远远超出了月球轨道——几乎是地球到月球距离的两倍。根据欧洲航天局/美国国家航空航天局(ESA/NASA)太阳和太阳风层天文卫星(SOHO)的观测结果,环绕地球的气体层可达63万公里外,即地球直径的50倍。

作为这份研究报告结果的第一作者,俄罗斯空间研究所的伊戈尔·巴留金(Igor Baliukin)表示:“月球从地球的大气层中穿越。我们重新梳理了SOHO 约20年前的观测数据,才发现这一点。”

在地球的大气层与外层空间融合的地方,有一片氢原子云,叫做地冕。太阳和太阳风层天文卫星上的SWAN仪器可以利用它的灵敏传感器来追踪氢的特征,并精确地探测到日冕的外围有多远。

这些观测只能在一年中特定的时间进行,那时地球和它的地冕进入了SWAN的视野。

对于外大气层含有氢的行星,通常可以在离其大气层表面更近的地方看到水蒸气。地球、火星和金星都是如此。报告的共同作者兼SWAN前首席研究员贝尔托斯(Jean-Loup Bertaux)解释称:“在寻找太阳系以外有潜在储水能力的行星时,这一点尤其有帮助。”

日冕的范围远远超出了月球的轨道

这张照片是1972年由阿波罗16号宇航员在月球上通过照相机拍摄的。

1972年,“阿波罗16号”的宇航员在月球上放置了第一台望远镜,它捕捉到了一幅令人回味的画面:环绕地球的地冕在紫外线下发出明亮的光芒。

贝尔托斯认为:“当时,月球表面的宇航员并不知道他们实际上被淹没在地冕中。”

氢云

太阳通过一种叫做莱曼α(Lyman-alpha)的特殊波长的紫外线与氢原子相互作用,这种原子既能吸收光又能射出光。但由于这种光被地球的大气层吸收,所以人们只能从太空中观察到它。

由于它的氢吸收特性,SWAN可以选择性地测量来自地冕的莱曼α光,并将氢原子丢弃在更远的行星际空间。

新的研究表明,阳光在地球迎光面(dayside)压缩了地冕的氢原子,同时也在背阳面产生了一个密度增强的区域。在离地球表面6万公里以上的空间,每立方厘米只有70个原子,而大气层到月球距离的空间里,每立方厘米只有0.2个原子。

伊戈尔指出:“在地球上我们把它叫做真空,所以这个额外的氢来源不足以促进人类的太空探索。”

SWAN测量的地球大气层最外层(地冕)氢原子的强度(或密度)。蓝色表示低强度,红色表示高强度。

好在这些粒子不会对未来载人飞行中的太空旅行者构成任何威胁。

贝尔托斯指出,由于氢原子将阳光散射到四面八方,地冕也会产生紫外线辐射,但与太阳这一主要辐射源相比,绕月轨道上的宇航员受到的影响可以忽略不计。

但不利的一面在于,地球的地冕可能会对未来在月球附近进行的天文观测造成干扰。因此,利用太空望远镜在紫外波段观测天空以研究恒星和星系的化学组成时需要考虑到这一点。

历史数据的价值

太阳和太阳风层天文卫星(SOHO)于1995年12月发射,20多年来一直在研究太阳、从其核心深处到外日冕以及太阳风。该卫星围绕第一拉格朗日点(L1)运行。

它所处的位置是一个很好的观测点,可以从外部观测到地冕层。SOHO的Swan仪器在1996年至1998年期间,曾三次拍摄到地球及其扩展的大气层。

贝尔托斯和伊戈尔在俄罗斯的研究小组决定从档案中检索这些数据以作进一步分析。SOHO所观测到的这些独特的地冕景观,为研究了解地球大气层提供了新的视角。

欧洲航天局SOHO项目科学家伯恩哈德·弗莱克(Bernhard Fleck)指出,历史存档数据往往可以被用于新的科学研究,这一发现突显了20多年前收集数据的价值以及SOHO的卓越表现。

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