Коэффициент пропускания геокороны ультрафиолетового излучения в линии Лайман-альфа для космического аппарата, находящегося на орбите высотой ~6 радиусов Земли для разных положений аппарата и направлений луча зрения. Более светлый оттенок соответствует большему коэффициенту пропускания (меньшему поглощению излучения геокороной). Изображение: И. Балюкин и соавторы, ИКИ РАН
Специалисты Института космических исследований (ИКИ РАН) оценили, как гигантская водородная оболочка Земли влияет на наблюдения в ультрафиолетовом диапазоне. Полученные результаты помогут подготовить научную программу будущей российской астрофизической обсерватории «Спектр-УФ», запуск которой намечен на 2031 год.
Невидимый водородный океан вокруг Земли
Геокороной называют внешнюю часть экзосферы Земли — разреженную оболочку из нейтральных атомов водорода, начинающуюся на высоте примерно 500 километров. Такие структуры существуют и у других планет, формируясь в результате распада молекул воды и метана.
Изучать геокорону позволяет излучение Лайман-альфа с длиной волны 121,567 нм. Атомы водорода рассеивают солнечные фотоны в этой линии, благодаря чему ученые могут определять концентрацию и распределение вещества вокруг нашей планеты.
Ранее исследователи ИКИ РАН, анализируя данные прибора SWAN на борту космической обсерватории SOHO, установили, что геокорона простирается примерно на 100 радиусов Земли — около 640 тысяч километров. Это значительно дальше орбиты Луны, которая находится на среднем расстоянии 380 тысяч километров от нашей планеты.
Положение геокороны Земли, космического аппарата SOHO (ESA/NASA) и направление луча зрения его прибора SWAN. Baliukin et al. (2019)Как водородная оболочка влияет на «Спектр-УФ»
Для нового исследования ученые использовали разработанную ранее численную модель геокороны. Она учитывает воздействие солнечного излучения, радиационное давление и процессы ионизации атомов водорода под влиянием солнечного ветра и фотонов.
Модель успешно воспроизводит результаты наблюдений SWAN/SOHO, поэтому ее можно применять для оценки помех, возникающих при работе ультрафиолетовых космических телескопов.
Особое внимание исследователи уделили проекту «Спектр-УФ». Аппарат будет работать на геосинхронной орбите высотой около 36 тысяч километров — примерно шесть радиусов Земли. Это намного выше орбиты космического телескопа «Хаббл», однако все еще недостаточно далеко, чтобы полностью избежать влияния геокороны.
Расчеты показали, что при наиболее благоприятной ориентации телескопа, когда его луч зрения направлен от Земли, обсерватория сможет регистрировать около 90% ультрафиолетового сигнала от удаленных источников. По словам первого автора работы Игоря Балюкина, это дает заметное преимущество по сравнению с наблюдениями с низких околоземных орбит, поскольку для получения качественных данных потребуется меньше времени.
Аппарат «Спектр-УФ»Исследование было представлено на конференции «Ультрафиолетовая Вселенная 2026», прошедшей в Москве 24–26 июня 2026 года. Обсерватория «Спектр-УФ» создается в рамках федерального проекта «Космическая наука». Научную нагрузку курирует Институт астрономии РАН, а сам аппарат разрабатывается в НПО имени Лавочкина.
Модель можно использовать в прикладных целях для оценки помех, которые излучение геокороны вносит в данные ультрафиолетовых космических обсерваторий.Игорь Балюкин
Для справки
Космический аппарат SOHO, данные которого использовались в работе, находится возле точки Лагранжа L1 примерно в 1,5 млн километров от Земли по направлению к Солнцу.
Линия Лайман-альфа считается одной из важнейших спектральных линий водорода и активно используется для изучения как околоземного пространства, так и далеких астрофизических объектов.
Источник новости: hi-tech.mail.ru
