地球|“迟到20年”的发现：月球竟在地球大气层中恒星|紫外波段|行星|太阳风

“迟到20年”的发现：月球竟在地球大气层中
◎本报采访人员唐芳
大范围包裹地球的地冕，阻挡了吹向地球的太阳风，防止远紫外辐射直接到达地面，保护了地球这颗湛蓝星球的水圈和生物圈。换而言之，这种带有磁场的类地行星的冕，为保护行星表面可能存在的生命环境和生命自身提供了支持。
平劲松中国科学院国家天文台研究员
你能想到吗？也许月球一直在地球的“怀抱”中。
在一项研究中，研究人员分析了1996年至1998年期间在日地第一拉格朗日点3次收集的地球大气散逸层数据，确认了地冕(地球大气的最外层)观测结果：地球的大气层一直延伸到约63万千米的高度，相当于100个地球半径。这就意味着，月球也被包裹在地球的大气层中。
这一结论颠覆了以往人们对于地冕范围的认知：此前科学家估计地冕层约有9—10个地球半径高，月球距地球大气的最外层32—34万千米。
2020年以来，针对新一轮太阳活动峰年的到来，该研究团队还持续监测了太阳风及其对地冕的冲击作用。
“对大范围地冕的发现，进一步拓展了人类对行星大气构成和存在的认知，也拓展了对中心恒星与行星(如太阳与地球)大气相互作用的认知。 ”中国科学院国家天文台研究员平劲松向科技日报采访人员表示。
超乎想象地冕高度可达100个地球半径
地球表面包围着的大气被称为大气层，从内到外分别为对流层、平流层、中间层、暖层和散逸层。作为散逸层的一部分，地冕位于地球大气的最外层，一直延伸到行星际空间。
“该研究团队近年的空间观测发现，地冕层的高度最远可以延伸到100个地球半径，连月亮也不能置身其外。 ”平劲松指出，这一研究结论的关键依据，是美国国家航空航天局(NASA)和欧洲航天局(ESA)联合研制的太阳和日光层天文台SOHO ，搭载的太阳风各向异性探测器SWAN载荷记录了太阳风和地冕氢气的互动数据，发现在距离地表63万千米的高度，依然存在太阳风与地球等离子体的相互作用。
【地球|“迟到20年”的发现：月球竟在地球大气层中】他介绍道，地冕层主要散射来自太阳的远紫外线，自身还会发出微弱的紫外光线，但是同太阳辐射相比，地冕层发出的辐射微乎其微。地冕层的形状看起来有点像飞临太阳附近的彗星尾巴。
从构成成分上看，地冕层与地球大气其他层很不一样。例如，地冕层是以氢、氦原子和离子为主要成分的低密度气晕，而1000千米高度的地球大气层，主要由氮、氧、二氧化碳和水等分子，以及离子组成。此外，在地球下部大气和冕层之间，还存在等离子体层过渡带。
“大范围包裹地球的地冕，阻挡了吹向地球的太阳风，防止远紫外辐射直接到达地面，保护了地球这颗湛蓝星球的水圈和生物圈。换而言之，这种带有磁场的类地行星的冕，为保护行星表面可能存在的生命环境和生命自身提供了支持。 ”平劲松说。
值得一提的是，对大范围地冕的发现意义重大，更为行星科学增加了新的研究内容。 “这项发现向科学家提出了全新的有待探索的疑问。例如，在行星从星子聚集坍缩成行星进而演化的过程中，星冕从何时产生、如何稳定存在？又如，类地行星的冕和气体行星的冕，在成分、演化上有何异同？”平劲松说。
与恒星冕迥异地冕“寿命”仅几十天
不仅地球有冕层，太阳系中的金星、火星、水星和木星都有自己的行星冕。太阳作为一颗恒星也有自己的恒星冕，即人们熟知的日冕。

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