地球|“迟到20年”的发现: 月球竟在地球大气层中

“迟到20年”的发现: 月球竟在地球大气层中
◎本报采访人员 唐 芳
大范围包裹地球的地冕 , 阻挡了吹向地球的太阳风 , 防止远紫外辐射直接到达地面 , 保护了地球这颗湛蓝星球的水圈和生物圈 。 换而言之 , 这种带有磁场的类地行星的冕 , 为保护行星表面可能存在的生命环境和生命自身提供了支持 。
平劲松 中国科学院国家天文台研究员
你能想到吗?也许月球一直在地球的“怀抱”中 。
在一项研究中 , 研究人员分析了1996年至1998年期间在日地第一拉格朗日点3次收集的地球大气散逸层数据 , 确认了地冕(地球大气的最外层)观测结果:地球的大气层一直延伸到约63万千米的高度 , 相当于100个地球半径 。 这就意味着 , 月球也被包裹在地球的大气层中 。
这一结论颠覆了以往人们对于地冕范围的认知:此前科学家估计地冕层约有9—10个地球半径高 , 月球距地球大气的最外层32—34万千米 。
2020年以来 , 针对新一轮太阳活动峰年的到来 , 该研究团队还持续监测了太阳风及其对地冕的冲击作用 。
“对大范围地冕的发现 , 进一步拓展了人类对行星大气构成和存在的认知 , 也拓展了对中心恒星与行星(如太阳与地球)大气相互作用的认知 。 ”中国科学院国家天文台研究员平劲松向科技日报采访人员表示 。
超乎想象 地冕高度可达100个地球半径
地球表面包围着的大气被称为大气层 , 从内到外分别为对流层、平流层、中间层、暖层和散逸层 。 作为散逸层的一部分 , 地冕位于地球大气的最外层 , 一直延伸到行星际空间 。
“该研究团队近年的空间观测发现 , 地冕层的高度最远可以延伸到100个地球半径 , 连月亮也不能置身其外 。 ”平劲松指出 , 这一研究结论的关键依据 , 是美国国家航空航天局(NASA)和欧洲航天局(ESA)联合研制的太阳和日光层天文台SOHO , 搭载的太阳风各向异性探测器SWAN载荷记录了太阳风和地冕氢气的互动数据 , 发现在距离地表63万千米的高度 , 依然存在太阳风与地球等离子体的相互作用 。
他介绍道 , 地冕层主要散射来自太阳的远紫外线 , 自身还会发出微弱的紫外光线 , 但是同太阳辐射相比 , 地冕层发出的辐射微乎其微 。 地冕层的形状看起来有点像飞临太阳附近的彗星尾巴 。
从构成成分上看 , 地冕层与地球大气其他层很不一样 。 例如 , 地冕层是以氢、氦原子和离子为主要成分的低密度气晕 , 而1000千米高度的地球大气层 , 主要由氮、氧、二氧化碳和水等分子 , 以及离子组成 。 此外 , 在地球下部大气和冕层之间 , 还存在等离子体层过渡带 。
“大范围包裹地球的地冕 , 阻挡了吹向地球的太阳风 , 防止远紫外辐射直接到达地面 , 保护了地球这颗湛蓝星球的水圈和生物圈 。 换而言之 , 这种带有磁场的类地行星的冕 , 为保护行星表面可能存在的生命环境和生命自身提供了支持 。 ”平劲松说 。

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