Наш естественный спутник, как выяснилось, движется не в безвоздушном пространстве, а сквозь самые дальние и разреженные слои земной газовой оболочки.
Международная группа исследователей под руководством учёных Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова совершила открытие, которое заставляет пересмотреть традиционные представления о границах нашей планеты.
Согласно новым данным, внешняя водородная оболочка Земли — геокорона — простирается на расстояние более 630 тысяч километров, что почти вдвое превышает дистанцию до Луны.
Работа, принятая к публикации в авторитетном научном журнале Journal of Geophysical Research: Space Physics, основана на анализе наблюдений солнечной и гелиосферной обсерватории SOHO.
Специалисты установили, что шлейф из нейтральных атомов водорода, образующихся при распаде молекул воды и метана в нижних слоях атмосферы, достигает ста земных радиусов.
«Внешняя часть атмосферы, водородная экзосфера, тянется далеко за пределы Луны, и по сути Луна движется сквозь атмосферу Земли», — пояснил первый автор исследования, аспирант механико-математического факультета МГУ Игорь Балюкин.
Измерение столь гигантской, но невероятно разреженной структуры — задача высочайшей технической сложности. Атомы водорода в геокороне излучают специфический сигнал в ультрафиолетовом диапазоне, известный как Лайман-альфа излучение.
Чтобы выделить именно слабый след земной оболочки на фоне мощного свечения межпланетного водорода, учёные использовали уникальный прибор SWAN на борту обсерватории SOHO.
Этот инструмент, расположенный в полутора миллионах километров от Земли в точке гравитационного равновесия Лагранжа L1, оснащён специальной водородной ячейкой, работающей как точный фильтр.
Игорь Балюкин под руководством профессора Владислава Измоденова проанализировал архивные данные прибора SWAN, собранные в конце 1990-х годов.
Ключом к открытию стало сравнение наблюдений, сделанных в разные моменты, когда Луна находилась в определённых точках своей орбиты. Учёные смогли зафиксировать дополнительное поглощение ультрафиолетового излучения, вызванное атомами водорода в земной геокороне, через которую проходил
Полученные наблюдения были подтверждены детальной численной моделью, построенной исследовательской группой.
Это фундаментальное открытие имеет далеко идущие практические последствия для будущего астрономии и космических программ.
Понимание истинных масштабов земной экзосферы критически важно для проектирования новых поколений космических обсерваторий, которые планируется размещать на окололунной орбите или даже на поверхности самого спутника.
Свечение геокороны создаёт специфический фон, который необходимо учитывать при проведении сверхчувствительных наблюдений за дальним космосом.
Кроме того, новая работа предоставляет бесценный методологический инструмент для поиска и изучения экзопланет — миров у других звёзд.
Анализ свечения, аналогичного земной геокороне, может в будущем стать одним из способов подтверждения наличия у далёких планет водородосодержащих атмосфер и даже оценки условий на их поверхности.
Исследование стало результатом международного сотрудничества, в котором, помимо специалистов МГУ и Института космических исследований РАН, приняли участие учёные из Франции и Финляндии, доказав, что великие открытия о нашем общем доме часто рождаются на стыке глобальных научных усилий.
Автор: Валерия Кистерная
