地球的大气层延伸到月球甚至更远:重新定义的地球大气层边界

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地球的大气层延伸到月球甚至更远:重新定义的地球大气层边界

SOHO观测卫星位置示意图

地球大气与太空的边界在哪里呢?科学家们重新整理了过去二十年太阳观测卫星SOHO的数据发现,地球大气的范围可达63万公里,相当于地球直径的50倍,甚至连月球都在地球大气中运行着。

地球大气在增温层之外还有外气层,外气层中最外面的一层是主要由氢原子所构成的地冕(地球高层大气:以氢原子和氦原子为主要成分。由于氢原子和氦原子发出微弱的辐射而得名)。对于行星科学家而言,行星大气中的氢原子信号是一颗行星含水量的指标。

由于氢原子受到太阳光照射时,会反向散射波长121.6奈米的莱曼α射线(位于紫外光波段),是太阳活跃与否的参考指标。SOHO上头的观测仪器SWAN主要是观察太空中的氢原子发出的莱曼α射线,但在一年中某些特定时期,地冕会进入SWAN观测范围内,因而可以藉由地冕发出的莱曼α射线辨识出地球大气的边界所在。

其实早在1972年阿波罗16号登陆月球时,便曾经利用紫外线相机观测到地冕的存在。然而当时他们都不知道,自己就身在地冕之中。

地球的大气层延伸到月球甚至更远:重新定义的地球大气层边界

由阿波罗16号拍摄的地冕图像

地冕虽然会发出高能的紫外线,但都被大气所吸收,所以并不会对地面生物造成威胁(另一方面,我们也无法从地表观察)。对于未来的登月任务来说,其辐射量相对于太阳发出的高能辐射仍是微乎其微,倒也不用太过担心。不过对于在太空中观测紫外光的太空望远镜来说,这就是观测时无可避免的噪声了。

SOHO观测地冕的图像,中央白色的部分是地球附近,虚线则是月球轨道。

地球的大气层延伸到月球甚至更远:重新定义的地球大气层边界

SOHO观测地冕发出紫外光的图像,信号强度由低到高以蓝到红表示,中央白色的部分是地球附近,虚线则是月球轨道。

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