С самого начала эры космических исследований учёные спорят о том, где заканчивается атмосфера Земли и где начинается космос. Вы сейчас очень сильно удивитесь, но, если верить недавним наблюдениям, упомянутый слой нашей планеты гораздо обширнее, чем мы могли предполагать. Он простирается дальше Луны. Ни много ни мало.
Космос обычно определяется как всё пространство Вселенной, находящееся за так называемой линией Кармана. Она проходит приблизительно в 100 километрах над уровнем моря. По стандарту Международной авиационной федерации, которая, собственно, отвечает за формализацию подобных параметров, космос начинается сразу за этой линией. Обоснованием здесь является то, что за этой границей атмосфера Земли становится настолько разреженной, что обычное воздухоплавательное средство, вроде того же самолёта, чтобы лететь, должно достичь орбитальной скорости. Именно поэтому сюда отправляют более специализированные аппараты.
Но вопрос этот совсем не так прост и однозначен, как кажется. Несмотря на то, что определение линии Кармана, данное МАФ, считается общепризнанным, всеобщего консенсуса относительно технической границы космоса не существует. Некоторые астрофизики считают, что она должна располагаться в 80 километрах над уровнем моря — из-за того, как орбитальный момент действует на спутники Земли. НАСА и ВВС США также убеждены, что космос начинается на высоте 80 километров — всякий, кто пересёк эту границу, официально считается астронавтом.
Итак, как понятно, однозначного определения космоса у нас до сих пор нет. А что насчёт атмосферы? По сути, это газовая оболочка, защищающая Землю от излучения Солнца и космического холода. Но, как и большинство известных нам сложных явлений, она не однородна. Здесь есть тропосфера — с разнообразными погодными явлениями и воздухом, необходимым для дыхания человека. Дальше идёт стратосфера, где из-за меньшей турбулентности предпочитают летать большие пассажирские и грузовые самолёты. Ещё выше мезосфера, где сгорает большинство метеоритов и образуются наиболее высотные облака. Предпоследним слоем является термосфера, где находится та самая линия Кармана — именно здесь астронавты начинают испытывать невесомость и выписывает обороты вокруг планеты Международная космическая станция. Это означает, что чисто теоретически та линия, за которой вроде бы начинается космос, находится в атмосфере Земли!
Последней идёт экзосфера — она состоит из сверхразрежённых атомов водорода и гелия, медленно уплывающих от нас в большое вселенское ничто. Этот слой заканчивается где-то в 200000 километрах от Земли. Так, по крайней мере, считалось до последнего времени. Однако не так давно группа астрономов сбросила на все эти представления настоящую бомбу. Когда газы, находящиеся в экзосфере, отражают ультрафиолет Солнца, создается видимое свечение, которое называется геокороной. И, согласно наблюдениям этих учёных, экзосфера простирается на 630000 километров от Земли, захватывая в том числе и Луну. Это значит, что чисто теоретически наш единственный естественный спутник находится внутри атмосферы Земли! Это открытие было сделано благодаря прибору SWAN (Solar Wind Anisotropies Instrument), который находится на борту космического аппарата SOHO. Он измерил и проанализировал геокорону на всём её протяжении, заставив учёных по-новому взглянуть на атмосферу Земли.
Солнечный свет взаимодействует с находящими в экзосфере атомами водорода на длинах волн так называемого Лайман-альфа излучения. Его давно научились измерять, в том числе и для объектов, находящихся в глубоком космосе. Этот тип излучения способен показать астрономам, как в космосе распределена материя, и навести их на выводы о том, как расширялась Вселенная. Но он поглощается внутренними слоями атмосферы планеты, поэтому с Земли его не видно. Совершенно иная ситуация в том месте пространства, где находится SOHO. Из этой точки космоса видны и Лайман-альфа излучение, и вся газовая оболочка Земли. И, как уже было сказано, последняя простирается гораздо дальше, чем считалось ранее.
Это открытие примечательно во многих отношениях. Не в последнюю очередь именно тем, что вновь ставит перед космонавтикой задачу, которая считалась давным-давно выполненной теми же покорителями Луны — выйти за пределы земной атмосферы. Оно, естественно, никак не повлияет на полёты человека и созданных им аппаратов в космос, но в области астрономических наблюдений возможны некоторые важные коррективы.
Дело в том, что согласно тому же исследованию Солнце в зависимости от своего положения сжимает атомы водорода в экзосфере, создавая более плотные участки геокороны с соответствующим Лайман-альфа излучением. Это значит, что космические телескопы, работающие внутри этого слоя земной атмосферы, должны будут исходить из нового базового уровня этого излучения при наблюдении за теми или иными объектами. Будем надеяться, что это позволит астрономам заглянуть ещё дальше в глубины Вселенной.
Ну и последняя на сегодня новость из разряда «удивительное рядом». Наблюдения, на основании которых был сделано это открытие, были произведены инструментом SWAN более 20 лет назад — в конце девяностых! Они лишь недавно были подняты для изучения из архивов. Интересно, сколько ещё удивительного можно узнать, если основательно порыться там?
