بالمعنى الدقيق للكلمة ، لا توجد حدود صارمة بين الأرض والفضاء. لا ينتهي غلافنا الجوي عند ارتفاع معين فحسب ؛ يتلاشى تدريجيا. أظهرت دراسة جديدة من معهد أبحاث الفضاء الروسي (SRI) أن غلافنا الجوي يمتد إلى 630 ألف كيلومتر في الفضاء.
المؤلف الرئيسي لهذه الدراسة هو إيغور باليوكين. باحث في SRI الروسي ، قسم الكواكب والفيزياء والأجسام الصغيرة للنظام الشمسي. شارك في الدراسة جان لوب بيرتوكس ، من LATMOS في جامعة فرساي-سان-كوينتين-أون-إيفلين ، فرنسا. استخدمت الدراسة البيانات الأرشيفية من SOHO (المرصد الشمسي والغلاف الشمسي) للعثور على الامتداد الغازي للغلاف الجوي للأرض.
تدور هذه الدراسة حول ما يسمى بـ geocorona. إنها سحابة ضخمة من ذرات الهيدروجين تقع حيث يندمج الغلاف الجوي للأرض مع الفضاء. يوجد في SOHO 12 أداة علمية على متنها ، أحدها يسمى SWAN ، (تباين الرياح الشمسية). تمكنت SWAN من تتبع إشارة الهيدروجين من geocorona واكتشاف حدودها الخارجية بدقة أكبر من أي وقت مضى.
التقط هذه الصورة رواد فضاء أبولو بكاميرا على سطح القمر. يُظهر كوكب الأرض متوهجًا بالأشعة فوق البنفسجية. حقوق الصورة: ناسا.
في الواقع ، التقط رواد فضاء أبولو 16 صورًا للكرة الأرضية باستخدام الكاميرا الأولى على سطح القمر في عام 1972. لكن في ذلك الوقت ، لم يكونوا يعلمون أنهم ما زالوا في الواقع داخل الغلاف الجوي للأرض.
إيغور باليوكين ، مركز أبحاث الفضاء الروسي.
'القمر يطير عبر الغلاف الجوي للأرض. '
تتناول هذه الدراسة أيضًا كل ما يُعرف باسم ضوء ليمان ألفا . إنه طول موجي معين من الأشعة فوق البنفسجية التي تتفاعل مع ذرات الهيدروجين. يمكن للذرات أن تمتص هذا الضوء وتنبعث منه. المشكلة هي أن هذا الضوء يمتص داخل الغلاف الجوي للأرض. الطريقة الوحيدة لمعرفة مدى انتشار الهالة هي من الفضاء. حتى ذلك الحين ، لا يمكن أخذ ملاحظات SWAN / SOHO إلا في أوقات معينة من العام ، عندما تكون الأرض وعجلة الكرونا الأرضية في مرصد المرصد.
يسمح تصميم SWAN لها بقياس ذرات الهيدروجين في geocorona ، وتصفية أو التخلص من ذرات الهيدروجين في الفضاء.
مراقبة SWAN / SOHO لجيوكورونا. يظهر المدار القمري باللون الأسود المنقط. (Rayleigh هي وحدة من تدفق الفوتون تستخدم لقياس الضوء الخافت للغاية.) حقوق الصورة:
وكالة الفضاء الأوروبية / ناسا / سوهو / سوان ؛ I. Baliukin et al. (2019)
وجد العلماء الذين أجروا الدراسة الجديدة أن ضوء الشمس يضغط على ذرات الهيدروجين على الجانب النهاري للأرض ، كما أنه ينتج كثافة معززة في الجانب الليلي. ومع ذلك ، فإن هذه الكثافة نسبية فقط ؛ المنطقة الكثيفة على جانب النهار بها 70 ذرة فقط لكل سنتيمتر مكعب على ارتفاع 60 ألف كيلومتر فوق الأرض. على مسافة القمر ، يوجد فقط حوالي 0.2 ذرة لكل سم مكعب.
رسم تخطيطي يوضح الأرض والقمر وجيوكورونا ومدار L1 في سوهو. حقوق الصورة: ESA.
'القمر يطير عبر الغلاف الجوي للأرضقال باليوكين ، المؤلف الرئيسي للورقة التي تعرض النتائج. 'لم نكن على علم بذلك حتى أزلنا الغبار عن الملاحظات التي تم إجراؤها منذ أكثر من عقدين من قبل مركبة الفضاء سوهو. '
على الرغم من أن كوكب الأرض يمتد بعيدًا بما يكفي ليشمل القمر ، إلا أن هذا لا يعني أنه سيساعد في استكشاف الفضاء بأي شكل من الأشكال. على الرغم من أن الهيدروجين هو امتداد للغلاف الجوي ، إلا أن كثافة ذرات الهيدروجين لا تزال منخفضة جدًا لدرجة أنها إلى حد كبير فراغ. لكن هذا لا يجعل هذا الاكتشاف بلا معنى ، وليس من منظور بعيد.
'على الأرض نسميها فراغ ، لذا فإن هذا المصدر الإضافي للهيدروجين ليس مهمًا بما يكفي لتسهيل استكشاف الفضاء'، يقول إيغور.
لكنها مهمة عندما يتعلق الأمر بالكواكب الخارجية. للكواكب التي تحتوي على الهيدروجين اكسوسفير غالبًا ما يُرى بخار الماء بالقرب من سطحها. هذا هو الحال بالنسبة للأرض والمريخ والزهرة. قد تكون هذه الحقيقة مفيدة عند محاولة تحديد الكواكب الخارجية التي قد تحتوي على مياه.
'هذا مثير للاهتمام بشكل خاص عند البحث عن كواكب ذات خزانات مياه محتملة خارج نظامنا الشمسي'، يشرح جان لوب بيرتوكس ، المؤلف المشارك والمحقق الرئيسي السابق في SWAN.
هذا الغلاف الجوي الممتد والأشعة فوق البنفسجية فيه لا تشكل أي خطر على رواد الفضاء في مهمات في هذه المنطقة من الفضاء.هناك أيضًا إشعاع فوق بنفسجي مرتبط بالجيوكورونا ، حيث تبدد ذرات الهيدروجين ضوء الشمس في جميع الاتجاهات ، لكن التأثير على رواد الفضاء في المدار القمري سيكون ضئيلًا مقارنة بالمصدر الرئيسي للإشعاع - الشمس'، كما يقول جان لوب بيرتوكس.
ولكن من المحتمل أن يتداخل كوكب الأرض مع الملاحظات الفلكية التي يتم إجراؤها بالقرب من القمر. هذا شيء يجب على أي تلسكوب قمري أن يأخذ في الاعتبار. 'يجب أن تأخذ التلسكوبات الفضائية التي تراقب السماء بأطوال موجية فوق بنفسجية لدراسة التركيب الكيميائي للنجوم والمجرات ذلك في الاعتبار'، ويضيف جان لوب.
تم إطلاق SOHO في عام 1995 ، ودرس الشمس لأكثر من 20 عامًا. لا يزال هناك يدور حول L1 ، على الرغم من أنه مصمم لمهمة لمدة عامين. على مدار حياته حتى الآن ، كان لديه عدد من ' الأوائل تحت حزامه.
رصدت أداة SWAN التابعة لـ SOHO الأرض الأرضية ثلاث مرات بين عامي 1996 و 1998. وقرر الفريق استرداد هذه البيانات من SOHO أرشيف ولتحليلها بشكل أكبر. هذا الاكتشاف يجعلنا نتساءل ما هي الاكتشافات الأخرى المخفية في أرشيفها.
'غالبًا ما يمكن استغلال البيانات التي تم أرشفتها منذ سنوات عديدة في علوم جديدةيقول برنارد فليك ، عالم مشروع ESA SOHO. 'يسلط هذا الاكتشاف الضوء على قيمة البيانات التي تم جمعها منذ أكثر من 20 عامًا والأداء الاستثنائي لـ SOHO. '
تم نشر الدراسة الجديدة في مجلة البحوث الجيوفيزيائية: فيزياء الفضاء .
مصادر:
- ورقة بحثية: SWAN / SOHO Lyman؟؟رسم الخرائط: يمتد Geocorona الهيدروجين إلى ما بعد القمر
- بيان صحفي من وكالة الفضاء الأوروبية: يمتد الغلاف الجوي للأرض إلى القمر وما بعده
- صحيفة وقائع سوهو