De gaslaag die zich om de aarde wikkelt, reikt tot 630, 000 kilometer verderop, of 50 keer de diameter van onze planeet, volgens een nieuwe studie op basis van waarnemingen door de ESA/NASA Solar and Heliospheric Observatory, SOHO, en gepubliceerd in AGU's Tijdschrift voor Geofysisch Onderzoek :Ruimtefysica.

"De maan vliegt door de atmosfeer van de aarde, " zegt Igor Baliukin van het Russische Space Research Institute, hoofdauteur van het artikel waarin de resultaten worden gepresenteerd. "We waren ons er niet van bewust totdat we waarnemingen van meer dan twee decennia geleden door het SOHO-ruimtevaartuig afstoften."

Waar onze atmosfeer overgaat in de ruimte, er is een wolk van waterstofatomen die de geocorona wordt genoemd. Een van de ruimtevaartuiginstrumenten, ZWAAN, gebruikte zijn gevoelige sensoren om de waterstofsignatuur te traceren en precies te detecteren hoe ver de uiterste rand van de geocorona is. Deze waarnemingen konden alleen in bepaalde tijden van het jaar worden gedaan, toen de aarde en haar geocorona in zicht kwamen voor SWAN.

Voor planeten met waterstof in hun exosferen, waterdamp wordt vaak dichter bij hun oppervlak gezien. Dat is het geval voor de aarde, Mars en Venus.

"Dit is vooral interessant bij het zoeken naar planeten met potentiële waterreservoirs buiten ons zonnestelsel, " legt Jean-Loup Bertaux uit, co-auteur en voormalig hoofdonderzoeker van SWAN.

De eerste telescoop op de maan, geplaatst door Apollo 16-astronauten in 1972, legde een suggestief beeld vast van de geocorona die de aarde omringt en fel gloeit in ultraviolet licht.

"In die tijd, de astronauten op het maanoppervlak wisten niet dat ze werkelijk waren ingebed in de buitenwijken van de geocorona, ’ zegt Jean-Loup.

Wolk van waterstof

De zon interageert met waterstofatomen via een bepaalde golflengte van ultraviolet licht genaamd Lyman-alpha, die de atomen zowel kunnen absorberen als uitzenden. Aangezien dit type licht wordt geabsorbeerd door de atmosfeer van de aarde, het kan alleen vanuit de ruimte worden waargenomen.

Dankzij de waterstofabsorptiecel, het SWAN-instrument zou selectief het Lyman-alfa-licht van de geocorona kunnen meten en waterstofatomen verder weg in de interplanetaire ruimte kunnen weggooien.

De nieuwe studie onthulde dat zonlicht waterstofatomen comprimeert in de geocorona aan de dagzijde van de aarde, en produceert ook een gebied met verhoogde dichtheid aan de nachtzijde. Het dichtere dagzijdegebied van waterstof is nog steeds vrij schaars, met slechts 70 atomen per kubieke centimeter bij 60, 000 kilometer boven het aardoppervlak, en ongeveer 0,2 atomen op de afstand van de maan.

"Op aarde zouden we het vacuüm noemen, dus deze extra waterstofbron is niet belangrijk genoeg om ruimteverkenning te vergemakkelijken, ", zegt Igor. Het goede nieuws is dat deze deeltjes geen bedreiging vormen voor ruimtereizigers op toekomstige bemande missies in een baan om de maan.

"Er is ook ultraviolette straling geassocieerd met de geocorona, terwijl de waterstofatomen zonlicht in alle richtingen verstrooien, maar de impact op astronauten in een baan om de maan zou verwaarloosbaar zijn in vergelijking met de belangrijkste stralingsbron - de zon, " zegt Jean-Loup Bertaux.

Aan de keerzijde, de geocorona van de aarde zou toekomstige astronomische waarnemingen in de buurt van de maan kunnen verstoren.

"Ruimtetelescopen die de lucht observeren in ultraviolette golflengten om de chemische samenstelling van sterren en sterrenstelsels te bestuderen, zouden hiermee rekening moeten houden, ", voegt Jean-Loup toe.

De kracht van archieven

Gelanceerd in december 1995, het SOHO-ruimteobservatorium heeft de zon bestudeerd, van zijn diepe kern tot de buitenste corona en de zonnewind, al meer dan twee decennia. De satelliet draait rond het eerste Lagrange-punt (L1), ongeveer 1,5 miljoen kilometer van de aarde naar de zon.

Deze locatie is een goed uitkijkpunt om de geocorona van buitenaf te observeren. SOHO's SWAN-instrument heeft tussen 1996 en 1998 drie keer de aarde en haar uitgestrekte atmosfeer in beeld gebracht.

Het onderzoeksteam van Jean-Loup en Igor in Rusland besloot deze dataset uit de archieven te halen voor verdere analyse. Deze unieke uitzichten op de hele geocorona, gezien vanuit SOHO, werpen nu nieuw licht op de atmosfeer van de aarde.

"Gegevens die vele jaren geleden zijn gearchiveerd, kunnen vaak worden gebruikt voor nieuwe wetenschap, " zegt Bernhard Fleck, ESA SOHO-projectwetenschapper. "Deze ontdekking benadrukt de waarde van gegevens die meer dan 20 jaar geleden zijn verzameld en de uitzonderlijke prestaties van SOHO."

Dit verhaal is opnieuw gepubliceerd met dank aan AGU Blogs (http://blogs.agu.org), een gemeenschap van blogs over aarde en ruimtewetenschap, georganiseerd door de American Geophysical Union. Lees hier het originele verhaal.