Atmosfera da Terra estende-se até à Lua – e além

Onde a nossa atmosfera se funde com o espaço exterior, há uma nuvem de átomos de hidrogénio chamada geo-coroa.
Uma descoberta recente com base em observações da SOHO (Solar and Heliospheric Observatory) da ESA/NASA mostra que a camada gasosa que envolve a Terra alcança 630.000 km de distância, ou 50 vezes o diâmetro do nosso planeta.
Nota: a ilustração não está à escala.
Crédito: ESA

A parte mais externa da atmosfera do nosso planeta estende-se bem para lá da órbita lunar – quase o dobro da distância da Lua.

Uma descoberta recente com base em observações da SOHO (Solar and Heliospheric Observatory) da ESA/NASA mostra que a camada gasosa que envolve a Terra alcança 630.000 km de distância, ou 50 vezes o diâmetro do nosso planeta.

“A Lua voa através da atmosfera da Terra,” diz Igor Baliukin do Instituto de Pesquisa Espacial da Rússia, autor principal do artigo que divulga os resultados.

“Nós não sabíamos disto até que ‘tirámos o pó’ a observações feitas há mais de duas décadas pela sonda SOHO.”

Onde a nossa atmosfera se funde com o espaço exterior, há uma nuvem de átomos de hidrogénio chamada geo-coroa. Um dos instrumentos da nave, SWAN, usou os seus sensores sensíveis para traçar a assinatura do hidrogénio e detectar com precisão quão longe estão os limites da geo-coroa.

Estas observações só podiam ser feitas a certas épocas do ano, quando a Terra e a sua geo-coroa aparecessem no campo de visão do SWAN

Para planetas com hidrogénio nas suas exosferas, o vapor de água é frequentemente visto mais próximo da sua superfície. Este é o caso da Terra, Marte e Vénus.

“Isto é especialmente interessante quando se procura planetas com potenciais reservatórios de água para lá do nosso Sistema Solar,” explica Jean-Loup Bertaux, co-autor e investigador principal do SWAN.

O primeiro telescópio na Lua, colocado pelos astronautas da Apollo 16 em 1972, capturou uma imagem evocativa da geo-coroa em redor da Terra e brilhando intensamente no ultravioleta.

“Naquela época, os astronautas à superfície lunar não sabiam que estavam realmente inseridos nos arredores da geo-coroa,” explica Jean-Loup.

Nuvem de hidrogénio

O Sol interage com os átomos de hidrogénio através de um determinado comprimento de onda ultravioleta chamado Lyman-alpha, que os átomos podem absorver e emitir. Dado que este tipo de radiação é absorvida pela atmosfera da Terra, só pode ser observada do espaço.

Graças à sua célula de absorção de hidrogénio, o instrumento SWAN pôde medir selectivamente a luz Lyman-alpha da geo-coroa e descartar átomos de hidrogénio mais longe no espaço interplanetário.

O novo estudo revelou que a luz do Sol comprime átomos de hidrogénio na geo-coroa no lado diurno da Terra, e também produz uma região de densidade reforçada no lado nocturno. A região mais densa do hidrogénio, no lado diurno, é ainda assim bastante esparsa, com apenas 70 átomos por centímetro cúbico 60.000 km acima da superfície da Terra e cerca de 0,2 átomos à distância da Lua.

“Na Terra, chamaríamos a isto vácuo, de modo que esta fonte extra de hidrogénio não é suficientemente significativa para facilitar a exploração espacial,” diz Igor.

A boa notícia é que estas partículas não representam uma ameaça para os viajantes espaciais em futuras missões tripuladas que orbitem a Lua.

“Há também radiação ultravioleta associada à geo-coroa, pois os átomos de hidrogénio espalham a luz solar em todas as direcções, mas o impacto sobre os astronautas em órbita lunar seria insignificante em comparação com a principal fonte de radiação – o Sol,” acrescenta Jean-Loup Bertaux.

Do lado negativo, a geo-coroa da Terra pode interferir com observações astronómicas futuras realizadas nas proximidades da Lua.

“Os telescópios espaciais que observam o céu no ultravioleta, para estudar a composição química de estrelas e galáxias, precisariam de levar isto em conta,” realça Jean-Loup.

O poder dos arquivos

Lançado em Dezembro de 1995, o observatório espacial SOHO tem vindo a estudar o Sol, desde o seu núcleo profundo até à coroa externa e vento solar, há mais de duas décadas. O satélite orbita no primeiro ponto de Lagrange (L1), a cerca de 1,5 milhões de quilómetros da Terra em direcção ao Sol.

Esta posição é um bom ponto de observação para observar a geo-coroa de fora. O instrumento SWAN, da SOHO, observou a Terra e a sua atmosfera estendida em três ocasiões entre 1996 e 1998.

A equipa de investigação de Jean-Loup e Igor, na Rússia, decidiu recuperar este conjunto de dados dos arquivos para análise posterior. Estas vistas únicas de toda a geo-coroa, pela SOHO, estão agora a lançar luz sobre a atmosfera da Terra.

“Os dados arquivados há muitos anos podem muitas vezes ser explorados para novas ciências,” diz Bernhard Fleck, cientista do projecto SOHO da ESA. “Esta descoberta destaca o valor dos dados recolhidos há mais de 20 anos e o excepcional desempenho da SOHO.”

Astronomia On-line
22 de Fevereiro de 2019