Орбита Луны пролегает в земной атмосфере, выяснила международная группа ученых из Института космических исследований РАН, Французского национального центра научных исследований и Финского метеорологического института. Исследование было опубликовано в журнале Journal of Geophysical Research: Space Physics.
Условной границей между атмосферой Земли и космосом считается линия Кармана, пролегающая на высоте 100 км над уровнем моря. Фактически же атмосфера Земли продолжается и за линией Кармана. Внешняя часть земной атмосферы, экзосфера, простирается до высоты 10 тыс. км и более, на такой высоте атмосфера состоит в основном из атомов водорода, способных покидать атмосферу.
Протяженную экзосферу Земли называют геокороной. Ранее считалось, что ее верхний предел составляет около 200 тыс. км, где давление солнечного излучения оказывается сильнее гравитации Земли.
Однако, проанализировав данные, полученные космическим аппаратом для наблюдения за Солнцем SOHO, ученые установили — геокорона простирается на 630 тыс. км. А, значит, атмосфера Земли распространяется на Луну — она находится в 384 тыс. км от Земли.
«Луна движется в атмосфере Земли», — говорит физик Игорь Балюкин.
Доказывающие это данные были получены еще в 1996-1998 годах. Однако проанализированы они были только сейчас. На SOHO установлен измеритель анизотропии (различий свойств среды) солнечного ветра SWAN, замеряющий дальнее ультрафиолетовое излучение атомов водорода — Лайман-альфа фотонов. С Земли из обнаружить невозможно — их поглощают внутренние слои атмосферы. Поэтому нужны инструменты, способные искать их в космосе.
Солнечное излучение «сжимает» геокорону до высоты примерно в 60 тыс. км, на этом уровне плотность атомов водорода составляет около 70 атомов на куб. см.
Однако там, куда свет не попадает, геокорона «расправляется» до 630 тыс. км.
Исследователи сравнивают такую форму геокороны с кометным хвостом.
Хотя атомы водорода способны рассеивать ультрафиолетовое излучение, их количество в геокороне слишком мало, чтобы защитить космонавтов. Так что важного значения для освоения космоса понимание ее пределов не несет. Тем не менее, в будущем ученым, вероятно, придется учитывать новые данные при изучении космоса.
«При работе с космическими телескопами, где для изучения химического состава звезд и галактик используется ультрафиолетовая длина волны, нужно будет принять это во внимание», — отмечает астроном Жан-Лу Берто.
Ранее британские и американские астробиологи предположили, что на Луне вскоре после ее образования и затем во время пика вулканической активности на ней, 4 и 3,5 млрд лет назад соответственно, существовали условия для зарождения жизни.
По расчетам исследователей, в это время на Луне происходили выбросы сильно нагретых летучих газов и водяного пара. Такие выбросы могли привести к образованию кратеров с жидкой водой и формированию плотной атмосферы. Такие условия могли сохраняться на протяжении миллионов лет.
В 2009-2010 годах было установлено, что на Луне есть залежи сотен миллионов тонн льда. Кроме того, были получены доказательства существования большого количества воды в лунной мантии. И эта вода появилась там, по всей видимости, на самых ранних этапах формирования Луны.
Также на молодой Луне вполне могло существовать магнитное поле, защищающее возможные формы жизни от смертоносных солнечных ветров.
Жизнь на Луне могла зародиться таким же образом, как и на Земле, но более вероятно, что ее мог занести метеорит, считают исследователи.
Авторы работы не настаивают, что жизнь на Луне действительно существовала. Но они допускают существование подходящих для этого условий.
Кроме того, ранее астронавтам и роверы не находили никаких доказательств существования жизни на Луне, и даже если на ней присутствовала какая-либо органика, доказательств этому пока что нет.
Для будущих миссий на Луне необходимо знать, в каком количестве там присутствуют запасы воды. Кроме того, если на Луне нет больших запасов воды, это согласуется с теорией ее образования вследствие столкновения молодой Земли с гипотетическим объектом размером с Марс. Зародыш Луны был очень горячим магматическим шаром и наиболее летучие соединения, включая воду, быстро испарились с его поверхности.