2019.02.23.

Vajon meddig ér a Föld légköre?

A válasz elsősorban attól függ, mit nevezünk légkörnek. A hétköznapi gyakorlatban a teljes légkör alsó kb. száz kilométernyi, sűrűbb rétegét, amely felett, fokozatos átmenettel már a világűr veszi át a hatalmat. Azonban a teljes légkör hatalmas méretű, a legkülső rész az exoszféra, ahol a jelen lévő atomok még a Föld gravitációs hatása alatt vannak, azonban igen ritka az elhelyezkedésük, így például nincs sok esélye annak, hogy egymással ütközzenek, gázként viselkedjenek. Az exoszféra alsó határvonala 500-1000km magasságban van (az aktuális magasság számos tényezőtől függ), a külső határa pedig ott, ahol a Nap sugárnyomása már képes felülmúlni a Föld gravitációs hatását és a hidrogénatomok így kiszabadulhatnak földi rabságukból. Az exoszféra hidrogénje az úgynevezett geokorona (a napkorona mintájára) néven ismert felhőben övezi bolygónkat, s egy újonnan megjelent kutatás alapján ez még a Hold távolságán is jócskán túlnyúlik.

A geokorona csak a világűrből válik láthatóvá, így a felfedezése is az űrkorszakra maradt. 1972-ben az Apollo-16 legénysége a Hold felszínén távcsővel készített UV tartományban felvételt Földünkről, amelyen látható a ragyogás, a geokorona hidrogénatomjain szóródó fénynek köszönhetően (a cikk első ábrája).
A NASA és az ESA közös napmegfigyelő műholdja, a SOHO 1995 decemberében indult útjára s a mai napig is működik (3 tervezett munkaév helyett már a 24. évét tapossa), s a mérési időszaka során volt lehetősége olyan geometriai elhelyezkedésben vizsgálódni, amely alkalmas a geokorona megfigyelésére is. Erre évente néhány alkalom adódik csupán, s a mostani kutatás 1996-98 között készített mérési eredményei alapján számította ki a geokorona tényleges nagyságát.
Az igen ritkásan elhelyezkedő hidrogénatomok a Nap UV sugárzásának egy bizonyos tartományában szórnak erősen, ez a 121.6 nanométeres hullámhosszúságú (Lyman-alfa) extrém ultraibolya tartományt jelenti. A hidrogén e sugárzást elnyelni és kibocsátani is képes, a sugárzás jelenléte a hidrogénre utaló jel, amelyet számos megfigyelésben felhasználhatnak. Mivel a légkör egyébként teljesen elnyeli ezt a hullámhossztartományt, megfigyelni csak a világűrből lehet, a SOHO műhold e hullámhosszra érzékeny műszere viszont tökéletesen alkalmas rá. A nemzetközi kutatócsoport a SOHO 20 éves mérési eredményeit porolta le és elemezte.

A megfigyelések alapján a geokorona a Föld nappali (bevilágított) oldala felett összenyomódik, azonban az éjszakai oldal felett igen távolra nyúlik el. A nappali oldal feletti geokorona 60.000 km magasságban még köbcentinként 70 hidrogénatomot tartalmaz, a Hold távolságában mérve is 0,2 hidrogénatom jut még egy köbcentire (vagyis 5 köbcentis térben találunk egyetlen hidrogénatomot.)
A SOHO méréseivel 630.000 km távolságig tudták kimutatni a hidrogénből álló geokorona ultraibolya ragyogását, ez pedig több mint másfélszer akkora, mint a Hold-Föld távolság.
A gyakorlati jelentősége sem elhanyagolható e felfedezésnek, ugyanis befolyásolhatja ez az UV-tartományú fénylés az űrteleszkópok által mért adatokat, amennyiben a most mért távolságon belül helyezkedik el az adott műszer. A 121,6 nanométeres hullámhossztartománnyal pont a hidrogén jelenlétét igyekeznek kimutatni, például az exobolygók légkörében, e mérésekből pedig azok légkörének lehetséges víztartalmára következtetnek. A kérdéses UV-tartományú sugárzás a földi magaslégkörben elbontja a vízmolekulákat, s ezzel felszabadulnak belőlük a hidrogénatomok, e jelenség alapján válik alkalmassá a hullámhossztartomány megfigyelése a víz jelenlétének közvetett bizonyítására.
Mivel tervek vannak olyan űrteleszkópra is, amely a Holdon üzemelne, alaposan meg kell gondolni a telepítését, illetve azt a célt, amelyre használni szeretnék. A geokorona jelenléte eltorzíthatja a távoli objektumok megfigyelési adatait, akár más bolygók hidrogén-mennyiségéről, akár csillagok, ködök vagy galaxisok összetételének megállapításáról legyen szó. Mivel a geokorona nem egy állandó tulajdonságú hidrogénfelhő, az elhelyezkedése, kiterjedése, intenzitása változik a naptevékenység függvényében, ezért olyan általános szám se létezik egyelőre, amellyel korrigálni lehetne a távoli objektumok hidrogéntartalmára vonatkozó méréseket a pontos adatok érdekében.

A kutatási eredmény a Journal of Geophysical Research Space Physics február 15-i számában jelent meg.

Az eredeti cikk angolul itt elérhető

Landy-Gyebnár Mónika
(További fordítások a szerzőtől facebookon:  Égen – Földön – Föld alatt)

Nincs még értékelés

Értékelés

About the Author: