地球大气最远范围能到哪?欧空局:超出月球轨道

2019/02/28 dogstar 0 幻灯模式

地冕覆盖范围示意图

地冕覆盖范围示意图

我们地球的大气层最远能到哪里?欧洲航天局的一项最新研究显示,地球大气层最远可以触及超出月球轨道的距离,大约为地月距离的两倍。 

由美国宇航局与欧洲航天局共同研制的太阳和日球层探测器(缩写“SOHO”)发现,地球外围的氢包层(hydrogen envelope)可以达到63万公里,约为地球直径的50倍,相当于地月平均距离的1.6倍。 这个所谓的“氢包层”,实际上地球大气与外太空交界处存在的一团氢原子,也被称为“地冕(geocorona)”。 

据法国凡尔赛大学研究员Jean-Loup Bertaux透露,早在1972年,由阿波罗16号宇航员放置在月球上的首架望远镜就拍摄到地球周围令人震撼的地冕画面,它们发出明亮的紫外线。不过,当时身处月球表面的宇航员并不知道,他们已经位于地冕的边缘。 

1972年,阿波罗16号宇航员月球表面拍摄到地冕紫外光照片

1972年,阿波罗16号宇航员月球表面拍摄到地冕紫外光照片

凭借对氢原子的追踪能力,SOHO探测器搭载的太阳风各向异性探测器(SWAN)对地冕覆盖的范围进行了精确的检测。 

Bertaux博士及其同事解释说:“太阳能发出一种被称为莱曼-阿尔法(Lyman‐α)的特定波段紫外线,与氢原子发生相互作用。氢原子能够吸收莱曼-阿尔法紫外线,也能激发出这种射线。” 

正是基于这种特性,SWAN能够选择性的检测来自地冕的莱曼-阿尔法紫外线,以及因此跃迁入星际空间的氢原子。然而,由于莱曼-阿尔法紫外线易被地球大气吸收,所以这类射线只能在太空中看到。而且地冕只会在一年中特定的时候才会进入SWAN的观测视野。 

SWAN的探测显示,太阳光能够压缩地球阳面上空的地冕,从而导致地球阴面上空存在一个地冕密度变大的区域。 

SOHO探测器

SOHO探测器

尽管如此,地球阳面相对致密的地冕依然非常的稀薄,在地表上方6万公里处,每立方厘米的空间仅有70个原子;而远到月球轨道的位置,这一数值仅为0.2。因此,地冕显得相当微不足道,与“真空”相差无几,如果想利用“地冕”做航天燃料,无异于杯水车薪。 

但对于天文观测而言,地冕的影响可能无法忽略。它可能干扰未来在月球附近进行的天文观测。如果太空望远镜在紫外波长下进行观测,研究恒星及星系的化学成分,需要考虑到地冕的发出的莱曼-阿尔法紫外线带来的影响。

目前,相关研究成果已经刊登在学术期刊《地球物理研究:空间物理》(Journal of Geophysical Research: Space Physics)上。(dogstar)