L'estensione della geocorona terrestre. Dove l'atmosfera terrestre si fonde con lo spazio esterno, c'è una nuvola di atomi di idrogeno chiamata geocorona. Nota:l'illustrazione non è in scala. Credito:ESA
Lo strato gassoso che avvolge la Terra arriva fino a 630, 000 chilometri di distanza, o 50 volte il diametro del nostro pianeta, secondo un nuovo studio basato sulle osservazioni dell'Osservatorio solare ed eliosferico dell'ESA/NASA, SOHO, e pubblicato in AGU's Giornale di ricerca geofisica :Fisica Spaziale.
"La luna vola attraverso l'atmosfera terrestre, " dice Igor Baliukin dell'Istituto di ricerca spaziale russo, autore principale dell'articolo che presenta i risultati. "Non ne eravamo consapevoli fino a quando non abbiamo rispolverato le osservazioni fatte oltre due decenni fa dalla navicella spaziale SOHO".
Dove la nostra atmosfera si fonde con lo spazio esterno, c'è una nuvola di atomi di idrogeno chiamata geocorona. Uno degli strumenti del veicolo spaziale, CIGNO, ha usato i suoi sensori sensibili per tracciare la firma dell'idrogeno e rilevare con precisione quanto sono lontani i confini della geocorona. Queste osservazioni potevano essere fatte solo in determinati periodi dell'anno, quando la Terra e la sua geocorona sono apparse in vista per SWAN.
Per i pianeti con idrogeno nelle loro esosfere, il vapore acqueo è spesso visto più vicino alla loro superficie. È il caso della Terra, Marte e Venere.
"Questo è particolarmente interessante quando si cercano pianeti con potenziali serbatoi d'acqua oltre il nostro sistema solare, " spiega Jean-Loup Bertaux, co-autore ed ex ricercatore principale di SWAN.
Il primo telescopio sulla luna, collocato dagli astronauti dell'Apollo 16 nel 1972, catturato un'immagine evocativa della geocorona che circonda la Terra e risplende brillantemente alla luce ultravioletta.
"A quel tempo, gli astronauti sulla superficie lunare non sapevano di essere effettivamente incastonati nella periferia della geocorona, " dice Jean-Loup.
La geocorona terrestre dalla luna. La Terra e il suo involucro di idrogeno, o geocorona, come si vede dalla luna. Questa foto all'ultravioletto è stata scattata nel 1972 con una fotocamera gestita dagli astronauti dell'Apollo 16 sulla Luna. Credito:NASA
Nube di idrogeno
Il sole interagisce con gli atomi di idrogeno attraverso una particolare lunghezza d'onda della luce ultravioletta chiamata Lyman-alfa, che gli atomi possono sia assorbire che emettere. Poiché questo tipo di luce viene assorbito dall'atmosfera terrestre, può essere osservato solo dallo spazio.
Grazie alla sua cella di assorbimento dell'idrogeno, lo strumento SWAN potrebbe misurare selettivamente la luce Lyman-alfa dalla geocorona e scartare gli atomi di idrogeno più lontano nello spazio interplanetario.
Il nuovo studio ha rivelato che la luce solare comprime gli atomi di idrogeno nella geocorona sul lato diurno della Terra, e produce anche una regione di maggiore densità sul lato notturno. La più densa regione diurna dell'idrogeno è ancora piuttosto scarsa, con appena 70 atomi per centimetro cubo a 60, 000 chilometri sopra la superficie terrestre, e circa 0,2 atomi alla distanza della luna.
"Sulla Terra lo chiameremmo vuoto, quindi questa fonte extra di idrogeno non è abbastanza significativa da facilitare l'esplorazione dello spazio, " dice Igor. La buona notizia è che queste particelle non rappresentano alcuna minaccia per i viaggiatori spaziali nelle future missioni con equipaggio in orbita attorno alla luna.
"Esistono anche radiazioni ultraviolette associate alla geocorona, mentre gli atomi di idrogeno diffondono la luce solare in tutte le direzioni, ma l'impatto sugli astronauti in orbita lunare sarebbe trascurabile rispetto alla principale fonte di radiazioni:il sole, "dice Jean-Loup Bertaux.
Sul lato negativo, la geocorona terrestre potrebbe interferire con future osservazioni astronomiche eseguite in prossimità della luna.
SOHO osservazione della geocorona. L'intensità dell'emissione dell'atomo di idrogeno nella parte più esterna dell'atmosfera terrestre, la geocorona, come misurato dallo strumento SWAN a bordo dell'Osservatorio solare ed eliosferico dell'ESA/NASA, SOHO. La bassa intensità è indicata in blu, alta intensità in rosso. I dati hanno rivelato che la geocorona si estende ben oltre l'orbita della Luna, arrivando fino a 630, 000 chilometri sopra la superficie terrestre, o 50 volte il diametro del nostro pianeta. La Terra si trova al centro dell'area bianca, troppo piccolo per essere visibile a questa scala; l'estensione dell'orbita della Luna attorno alla Terra è indicata come un'ellisse tratteggiata per riferimento. Credito:ESA/NASA/SOHO/SWAN; I. Baliukin e altri (2019)
"I telescopi spaziali che osservano il cielo nelle lunghezze d'onda ultraviolette per studiare la composizione chimica di stelle e galassie dovrebbero tenerne conto, " aggiunge Jean-Loup.
Il potere degli archivi
Lanciato nel dicembre 1995, l'osservatorio spaziale SOHO ha studiato il sole, dal suo nucleo profondo alla corona esterna e al vento solare, da oltre due decenni. Il satellite orbita attorno al primo punto di Lagrange (L1), circa 1,5 milioni di chilometri dalla Terra verso il sole.
Questa posizione è un buon punto di osservazione per osservare la geocorona dall'esterno. Lo strumento SWAN di SOHO ha ripreso la Terra e la sua atmosfera estesa in tre occasioni tra il 1996 e il 1998.
Il team di ricerca di Jean-Loup e Igor in Russia ha deciso di recuperare questo set di dati dagli archivi per ulteriori analisi. Queste viste uniche dell'intera geocorona vista da SOHO stanno ora gettando nuova luce sull'atmosfera terrestre.
"I dati archiviati molti anni fa possono spesso essere sfruttati per nuove scienze, "dice Bernhard Fleck, Scienziato del progetto ESA SOHO. "Questa scoperta mette in evidenza il valore dei dati raccolti oltre 20 anni fa e le eccezionali prestazioni di SOHO".
Questa storia è stata ripubblicata per gentile concessione di AGU Blogs (http://blogs.agu.org), una comunità di blog di scienze della Terra e dello spazio, ospitato dall'American Geophysical Union. Leggi la storia originale qui.
