地球の大気が月の軌道を超えて広がっていることをご存知ですか？

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厳密に言えば、地球と宇宙の間に厳密な境界はありません。私たちの雰囲気は特定の高度で終わるだけではありません。それは徐々に減少します。ロシアの宇宙研究所（SRI）の新しい調査によると、私たちの大気は宇宙まで63万kmまで広がっています。

この研究の筆頭著者はIgor Baliukinです。ロシアのSRI、惑星物理学、太陽系小天体の研究者。フランスのベルサイユサンカンタンアンイブリーヌ大学のLATMOSのJean-Loup Bertauxも調査に参加しました。この研究では、SOHO（太陽と太陽圏天文台）のアーカイブデータを使用して、地球の大気のガス状の広がりを見つけました。

この調査は、いわゆるジオコロナに関するものです。地球の大気が宇宙と合流する場所にあるのは、水素原子の巨大な雲です。 SOHOには12個の科学機器が搭載されており、そのうちの1つはSWAN（Solar Wind Anisotropies）と呼ばれています。SWANは、地球コロナからの水素信号を追跡し、その外側の境界をこれまで以上に正確に検出できました。

1972年に、アポロ16号の宇宙飛行士は実際に月面に最初のカメラを使ってジオコロナの写真を撮りました。しかし、当時、彼らはまだ地球の大気圏にいることを知りませんでした。

“月は地球の大気圏を飛んでいます.”
ロシアの宇宙研究センター、イゴールバリウキン。

この研究は、ライマンアルファライトと呼ばれるものについてもすべて取り上げています。水素原子と相互作用するのは紫外線の特定の波長です。原子はこの光を吸収して放出することができます。問題は、地球の大気の中で、この光が吸収されることです。コロナの広がりを確認する唯一の方法は宇宙からです。それでも、SWAN / SOHOの観測は、地球とその地球コロナがホイールを回して観測所を見る1年の特定の時間にのみ行うことができます。

SWANの設計により、ジオコロナ内の水素原子を測定し、空間内の水素原子をフィルタリングまたは破棄できます。

新しい研究の背後にある科学者たちは、太陽光が地球の昼間で水素原子を圧縮し、それが夜側の密度を高めることも発見しました。ただし、その密度は相対的なものです。昼間の密集地域では、地球上空60,000 kmで1立方センチメートルあたり70個の原子しかありません。月の距離では、ccあたり約0.2個の原子しかない。

“月は地球の大気圏を飛行します結果を提示する論文の筆頭著者であるBaliukinは言った。「SOHO宇宙船によって20年以上前に行われた観測を打ち消すまで、私たちはそれを知りませんでした.”

ジオコロナは月を取り囲むのに十分なほど広がっていますが、それでも宇宙探査に役立つとは限りません。水素は大気の延長ですが、水素原子の密度はまだ非常に低いため、ほとんど真空です。しかし、それは、この発見を意味のあるものにするわけではなく、ロングショットではありません。

“地球ではこれを真空と呼ぶので、この追加の水素源は宇宙探査を促進するのに十分なほど重要ではありません」とイゴールは言います。

しかし、太陽系外惑星に関してはそれは重要です。外気圏に水素が含まれている惑星の場合、水蒸気はその表面近くに見られることがよくあります。それは地球、火星、金星の場合です。その事実は、どの太陽系外惑星が水を持っているかもしれないかを決定しようとするときに役立ちます。

“これは、私たちの太陽系を超えた水の潜在的な貯水池がある惑星を探すときに特に興味深いです」と、SWANの共著者でかつ元主任研究者のJean-Loup Bertauxは説明します。

この拡張された大気とその中の紫外線は、この領域の宇宙でのミッションで宇宙飛行士に危険をもたらすことはありません。水素原子が太陽光を全方向に散乱させるため、地球コロナに関連する紫外線も存在しますが、月軌道の宇宙飛行士への影響は、主な放射線源である太陽に比べれば無視できます。」とJean-Loup Bertauxは言います。

しかし、地球コロナが月の近くで行われた天文観測を妨害する可能性があります。これは、月の望遠鏡が考慮しなければならないことです。「星や銀河の化学組成を研究するために紫外波長で空を観測する宇宙望遠鏡は、これを考慮する必要があります」とJean-Loupが付け加えます。

SOHOは1995年に設立され、20年以上太陽を研究しています。 2年間のミッション向けに設計されていましたが、L1を周回しています。これまでの生涯にわたって、そのベルトの下には多くの「初心者」がいます。

SOHOのSWAN装置は、1996年から1998年の間に地球のコロコロナを3回観測しました。チームは、SOHOアーカイブからこのデータを取得し、さらに分析することを決定しました。この発見は、他のどの発見がそのアーカイブに隠されているのか不思議に思います。

“何年も前にアーカイブされたデータは、新しい科学に悪用されることがよくあります」とESA SOHOプロジェクトサイエンティストのBernhard Fleck氏は述べています。「この発見は、20年以上前に収集されたデータの価値とSOHOの並外れたパフォーマンスを強調しています.”

新しい研究は 地球物理学研究ジャーナル：宇宙物理学.