月亮在地球的大气层里？你以为你在外太空，但你还在大气层 _太空

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地球大气层的边界延伸到大约63万公里，甚至月球也被包裹在其中，这个距离是之前认为的三倍多。这是一项发表在《地球物理研究杂志：空间物理学》上的研究。他们分析了二十年前的观测数据，提出了这个惊人的观点。
在我们通常的认知中，位于100公里高度的卡门线被大多数人认为是外层空间和地球大气层的分界线，这条线也被国际航空协会所接受。但实际上，太空和地球大气层之间并没有明确的界限，大气层也不会在某个高度突然消失。

国际航空联合会之所以批准卡门线，是因为这条线的标准是飞机可以根据周围的空气以低于轨道速度的速度停留在空中。卡门线附近的大气密度非常低，一旦超过，就必须达到轨道速度才能停留在那里，这就是航空航天领域。
【月亮在地球的大气层里？你以为你在外太空，但你还在大气层】上图：卡门线附近的极光。
所以卡门线上方有大气，是距离80公里到300公里到500公里的热层，热层上方有扩散层。这是卫星、空间站、火箭等的工作空间。也是距离星际空间最近的地方。
因为这里还有大气层，包括空间站在内的所有人造飞行器都会不断与大气层中的粒子发生碰撞，失去动能，最终一点一点的向地球坠落。这也是导致它们重新进入低层大气燃烧坠毁的原因。
比如一个在海拔400公里左右的轨道上运行的空间站，基本上每天都会下降100-150米左右，所以空间站有必要定期调整轨道，以达到不掉下来的目的。比如很多年前，和平号空间站因为资金不足，没有进行维护，所以坠落到大气层中。
天文学家莱曼斯必泽首先提出了地球大气层的最外层，也称为地球里面。这位天文学家认为，大气温度相对较高，至少比我们知道的要高，这将使轻气体逸出，如氢气和氦气。 1955年，在80公里的高空发现了氢原子的莱曼a(La)辐射，这导致科学家们确定氢原子存在于高层大气中，然后发现了里面。

除了地球，金星、火星、水星和木星都有自己的行星冠。这是一种“氢原子云” ，充满了大气中水和甲烷光解产生的氢原子。当这些氢原子通过热层扩散到散射层的底部时，它们会沿着轨道射向太空。其中那些速度大于第二宇宙速度的氢原子以双曲线轨道发射，永远告别了地球。而速度小于第二宇宙速度的氢原子则返回逃逸层的底部。同时，由于太阳发出的极紫外光导致氢原子电离，与向地球飞来的太阳风质子发生电荷交换，其“寿命”只有20天左右。因此，留在日冕中的氢原子不能无限积累，这在一定程度上限制了日冕的大小。
要测量日冕的大小，最直观的方法是用航天器在外太空观察日冕发出的光。由于太阳与具有特殊紫外波长的氢原子相互作用而发光，最强的光谱被称为莱曼系统，这个波段的光可以被地球大气层吸收，所以只能从太空中看到。

上图：阿波罗16号宇航员拍摄的里面。
1972年阿波罗16号任务期间，宇航员首次拍摄到日面。然而，由于那段时间是从月球轨道的角度拍摄的，当时的宇航员可能不知道他们实际上并没有飞出日面。 1995年， SOHO探测器被发射到太空，这是美国宇航局和欧空局的一个联合项目。它的目标是研究太阳，但也可以研究地球的大气层。为此， SWAN仪器被用来记录太阳风和日冕中氢的相互作用。
SWAN的观测发现，日冕的范围几乎延伸到63万公里以外，相当于地球半径的100倍；月球轨道相当于地球60半径，这意味着月球也包含在日冕中。太阳风将压缩地球白天的氢原子，并在夜晚创造一个密度增加的区域。

当然，这里的密度增加是相对的。在白天这边，距离地球6万公里的地方，每立方厘米有70个氢原子，而在月球轨道半径(距离地球38.4万公里)上，每立方厘米只有0.2个氢原子。因此，里面的形状看起来有点像彗星的尾巴。
上图：日冕观测示意图(未按比例绘制) ，其中地球周围浅色区域为日冕。
这项研究也证明，到目前为止，还没有人类能够真正离开地球。如果我们真的离开地球，那只会是未来人类踏上火星的时候。

月亮在地球的大气层里？你以为你在外太空，但你还在大气层

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