Űrvilág űrkutatási hírportál (http://www.urvilag.hu)

 

Holdig érő légkör
(Rovat: Távoli világok kutatói - 2019.03.05 07:15.)

Nincs egységesen elfogadott szakmai álláspont arról, meddig tart a Föld légköre. Egy új kutatás eredménye szerint nagyobb, mint gondoltuk.

Portálunkon is már többször foglalkoztunk azzal a kérdéssel, hol húzható meg a légkör és a világűr határa. Ha egyáltalán meghúzható. Különbözik egymástól a jogi és a tudományos definíció alapján kapott érték, még bonyolultabb az ügy az űrrepülések szemszögéből. Egy újabb kutatás eredménye az egymástól néha nagyon eltérő összes korábbi adatot túlszárnyalja: eszerint még a Hold távolságánál másfélszer messzebb is kimutatható a földi légkör.


Fantáziarajz az ESA és a NASA SOHO űrszondájáról, háttérben a Napról a szonda által a távoli ibolyántúli tartományban 1999. szeptember 14-én készített felvétellel. (Kép: űrszonda: ESA / ATG medialab; Nap: ESA / NASA SOHO, CC BY-SA 3.0 IGO)

A felfedezés az ESA és a NASA SOHO (Solar and Heliospheric Observatory) űrszondájának régebbi mérésein alapul. Az archív adatokat feldolgozva megállapították, hogy a Földet körülvevő gázburok még bolygónktól 630 000 km távolságban is kimutatható. Ez a távolság mintegy 100 földsugárnak felel meg, de még a Hold távolságának is bő másfélszerese, akár azt is mondhatnánk tehát, hogy a Hold a Föld légkörében kering. A ritka gázburkot persze csak a legnagyobb jóindulattal lehet a földi és hétköznapi fogalmaink szerinti légkörnek nevezni, de mivel például a Plútót övező gázburok esetében is – jobb híján – ezt a fogalmat használtunk, maradjunk ennél. Az érdekes eredményt adó kutatást Igor Baljukin (IKI, Orosz Űrkutatási Intézet) vezette, munkájukhoz a SOHO űrszonda két évtizeddel ezelőtti méréseit használták. Publikácójuk a Journal of Geophysical Research folyóiratban jelent meg.

Amint arról korábbi cikkünkben szó volt, a légkör kémiai összetétele csak a mintegy 100–120 km magasságban lévő turbopauzáig állandó, efölött az egyre könnyebb gázok relatíve feldúsulnak, vagyis minél messzebb megyünk a Földtől, annál nagyobb lesz a hidrogén részaránya (miközben tényleges mennyisége természetesen exponenciálisan csökken). Ezt a nagyon ritka, hidrogénatomokból álló burkot nevezik geokoronának. A SOHO egyik műszere, a napszél anizotrópiáinak megfigyelésére készített SWAN (Solar Wind Anisotropies) alkalmasnak bizonyult a geokorona külső határának megállapítására.


A Föld légkörének legkülső részét a geokoronának nevezett hidrogénfelhő alkotja. A legújabb mérések szerint a geokorona 100 földsugár távolságig nyúlik. A rajz nem méretarányos! (Kép: ESA)

Amint a (nem méretarányos) rajzon látható, az 1995 decemberében indított SOHO szonda a Nap–Föld-rendszer L1 jelű Lagrange-pontja körül kering, azaz a Földtől mintegy 1,5 millió km távolságban, a Nap irányában. (A Lagrange-pont sajátosságából adódóan, bár közelebb van a Naphoz a Földnél, mégis „együtt” kering bolygónkkal a Nap körül.) Mivel a SOHO feladata a Nap megfigyelésén kívül a napszél követése mintegy 10 csillagászati egység távolságig, ezért „kifelé” is vizsgálódik, így időnként a Föld is a látóterébe kerül. Ezeket az 1996 és 1998 közötti, archív megfigyeléseket elemezték most.


Az atomos hidrogén emissziója a földi geokorona legkülső részén a SOHO űrszonda mérései alapján. A diagram tengelyein az ekliptikai koordinátákat ábrázolták, az emisszió erőssége a jobb oldali skáláról olvasható le. Ebben a méretarányban a belső, fehér mag közepén lévő Föld felismerhetetlenül kicsi, a szaggatott, fekete ellipszis a Hold pályáját jelzi. (Kép: ESA / NASA / SOHO / SWAN / I. Baliukin et al. 2019)

A kutatók rámutatnak, hogy amely bolygóknak hidrogén található az exoszférájában, ott általában a felszínhez közelebb vízgőz is található. Ez a helyzet a Földön kívül a Vénusz és a Mars esetében is. Ez különösen a légkörükben esetleg vízzel rendelkező exobolygók megfigyelése szempontjából lehet fontos.


A Föld geokoronája a Holdról nézve. Az ibolyántúli (UV) felvételt azzal a távcsővel készítették, amelyet az Apollo–16 űrhajósai 1972-ben állítottak fel a Holdon. (Kép: NASA)

A Nap sugárzása az úgynevezett Lyman-alfa hullámhosszon lép kölcsönhatásba a hidrogénatomokkal. Ugyanezen a hullámhosszon sugározzák tovább az atomok a felvett energiát, de mivel ez az UV tartományba esik, csak a világűrből figyelhető meg. A vizsgálat során azt is kimutatták, hogy a geokorona a Föld nappali oldalán a napfény sugárnyomása és a napszél hatására kissé összenyomódik. Ebben a „sűrűbb” tartományban is hihetetlenül ritka azonban a gáz, a Föld felszínétől 60 000 km-re köbcentiméterenként mintegy 70 atom található, a Hold távolságában viszont csupán 0,2 atom/cm3 az átlagos sűrűség. (Összehasonlításképpen: a Föld légkörében tengerszinten köbcentiméterenként mintegy 2 × 1019 molekula található, a csillagközi gáz jellemző sűrűsége viszont csak 10-4–10-2 részecske/cm3.)

Teljes verzióMinden jog fenntartva - urvilag.hu 2002-2018