À strictement parler, il n’existe pas de frontières strictes entre la Terre et l’espace. Notre atmosphère ne s'arrête pas seulement à une certaine altitude; il s'épuise progressivement. Une nouvelle étude de l'Institut russe de recherche spatiale (SRI) montre que notre atmosphère s'étend sur 630 000 km dans l'espace.
L'auteur principal de cette étude est Igor Baliukin. chercheur au SRI de la Russie, Département des planètes, de la physique et des petits corps du système solaire. Jean-Loup Bertaux, de LATMOS à l'Université de Versailles-Saint-Quentin-en-Yvelines, France a également été impliqué dans l'étude. L’étude a utilisé des données d’archives de SOHO (Solar and Heliospheric Observatory) pour trouver l’extension gazeuse de l’atmosphère terrestre.
Cette étude porte sur ce qu'on appelle la géocorone. C’est un vaste nuage d’atomes d’hydrogène qui se situe là où l’atmosphère terrestre fusionne avec l’espace. SOHO a 12 instruments scientifiques à bord, et l'un d'eux est appelé SWAN, (Solar Wind Anisotropies.) SWAN a pu suivre le signal d'hydrogène de la géocorone et détecter ses limites extérieures plus précisément que jamais.
Les astronautes d'Apollo 16 ont en fait pris des photos de la géocorone avec la première caméra sur la surface lunaire, en 1972. Mais à l'époque, ils ne savaient pas qu'ils étaient en réalité encore à l'intérieur de l'atmosphère terrestre.
“La Lune vole à travers l'atmosphère terrestre.”
Igor Baliukin, Centre russe de recherche spatiale.
Cette étude porte également sur ce que l'on appelle la lumière Lyman-alpha. C'est une longueur d'onde particulière de l'ultraviolet qui interagit avec les atomes d'hydrogène. Les atomes peuvent à la fois absorber et émettre cette lumière. Le problème est qu'à l'intérieur de l'atmosphère terrestre, cette lumière est absorbée. La seule façon de voir l'étendue de la couronne est depuis l'espace. Même alors, les observations SWAN / SOHO ne peuvent être prises qu'à certaines périodes de l'année, lorsque la Terre et sa géocorone tournent en vue de l'observatoire.
La conception de SWAN lui permet de mesurer les atomes d'hydrogène dans la géocorone et de filtrer ou de jeter les atomes d'hydrogène dans l'espace.
Les scientifiques à l'origine de la nouvelle étude ont découvert que la lumière du soleil comprime les atomes d'hydrogène sur le côté de la Terre et qu'elle produit également une densité accrue du côté nuit. Cependant, cette densité n'est que relative; la région dense du côté du jour ne compte que 70 atomes par centimètre cube à 60 000 km au-dessus de la Terre. À la distance de la Lune, il n'y a qu'environ 0,2 atome par cc.
“La Lune vole à travers l'atmosphère terrestre», A déclaré Baliukin, auteur principal du document présentant les résultats. "Nous n'en étions pas conscients jusqu'à ce que nous ayons dépoussiéré les observations faites il y a plus de deux décennies par le vaisseau spatial SOHO.”
Même si la géocorona s'étend suffisamment loin pour englober la Lune, cela ne signifie pas qu'elle aiderait l'exploration spatiale de quelque manière que ce soit. Bien que l'hydrogène soit une extension de l'atmosphère, la densité des atomes d'hydrogène est encore si faible que c'est à peu près un vide. Mais cela ne rend pas cette conclusion dénuée de sens, pas de loin.
“Sur Terre, nous l'appellerions vide, donc cette source supplémentaire d'hydrogène n'est pas suffisamment importante pour faciliter l'exploration spatiale», Explique Igor.
Mais c'est important en ce qui concerne les exoplanètes. Pour les planètes contenant de l'hydrogène dans leurs exosphères, la vapeur d'eau est souvent vue plus près de leur surface. C'est le cas pour la Terre, Mars et Vénus. Ce fait pourrait être utile pour déterminer quelles exoplanètes pourraient avoir de l'eau.
“Ceci est particulièrement intéressant lorsque vous recherchez des planètes avec des réservoirs d'eau potentiels au-delà de notre système solaire», Explique Jean-Loup Bertaux, co-auteur et ancien chercheur principal de SWAN.
Cette atmosphère étendue et les ultraviolets qu’elle contient ne présentent aucun danger pour les astronautes en mission dans cette région de l’espace. Il existe également un rayonnement ultraviolet associé à la géocorone, car les atomes d'hydrogène diffusent la lumière du soleil dans toutes les directions, mais l'impact sur les astronautes en orbite lunaire serait négligeable par rapport à la principale source de rayonnement - le Soleil», Précise Jean-Loup Bertaux.
Mais il est possible que la géocorone interfère avec les observations astronomiques effectuées près de la Lune. C'est quelque chose que tout télescope lunaire devrait considérer. "Les télescopes spatiaux observant le ciel dans les longueurs d'onde ultraviolettes pour étudier la composition chimique des étoiles et des galaxies devraient en tenir compte.», Ajoute Jean-Loup.
SOHO a été lancé en 1995 et étudie le Soleil depuis plus de 20 ans. Il est toujours là-haut en orbite autour de L1, même s'il a été conçu pour une mission de deux ans. Au cours de sa durée de vie jusqu'à présent, il a un certain nombre de «premières» à son actif.
L'instrument SWAN de SOHO a observé la géocorone de la Terre à trois reprises entre 1996 et 1998. L'équipe a décidé de récupérer ces données dans les archives de SOHO et de les analyser davantage. Cette découverte nous fait nous demander quelles autres découvertes se cachent dans ses archives.
“Les données archivées il y a de nombreuses années peuvent souvent être exploitées pour une nouvelle science», Explique Bernhard Fleck, scientifique du projet SOHO de l'ESA. "Cette découverte met en évidence la valeur des données collectées il y a plus de 20 ans et les performances exceptionnelles de SOHO.”
La nouvelle étude est publiée au Journal of Geophysical Research: Space Physics.
Sources:
- Document de recherche: SWAN / SOHO Lyman?? Cartographie: la géocorone à hydrogène s'étend bien au-delà de la Lune
- Communiqué de presse de l'ESA: L'atmosphère terrestre s'étend jusqu'à la Lune et au-delà
- Fiche d'information SOHO
