Egzosfera (angl. Exosphere) – Žemės atmosferos išorinis sluoksnis, esantis virš 1000 km aukščio. Šiame sluoksnyje oro tankis toks mažas, kad molekulės beveik nesusiduria ir, esant pakankamam greičiui, gali išlėkti iš Žemės gravitacijos lauk
Atmosferos pakraštys: kur baigiasi Žemė ir prasideda kosmosas?
Egzosfera yra unikali sritis, kurioje įprasti aerodinamikos dėsniai nustoja galioti. Skirtingai nei žemesniuose sluoksniuose, čia dujų molekulės juda milžiniškais atstumais nesusidurdamos viena su kita. Tai sukuria savotišką „kritinę sritį“, kurioje lengviausios dujos, tokios kaip vandenilis ir helis, nuolat palieka mūsų planetą.
Šis sluoksnis tarnauja kaip pagrindinis apsauginis skydas ir pereinamoji zona tarp tankios atmosferos ir visiškos tarpplanetinės tuštumos. Nors techniškai tai vis dar Žemės dalis, fizikinės sąlygos čia labiau primena kosmoso vakuumą nei orą, kuriuo kvėpuojame.
Dujų sklaida ir kinetinės energijos vaidmuo
Dėl itin mažo tankio egzosferoje vyksta nuolatinis dalelių nuotėkis į kosminę erdvę. Šis procesas tiesiogiai priklauso nuo dalelių greičio ir krypties – jei molekulė juda pakankamai greitai ir į išorę, Žemės trauka jos nebesulaiko.
Šio sluoksnio temperatūra (1700–2000 K) apibūdina ne šilumą, kurią pajustų žmogaus oda, o milžinišką atskirų dalelių judėjimo greitį. Kadangi dujų koncentracija yra minimali, šilumos perdavimas čia beveik nevyksta, todėl palydovai ir kiti objektai susiduria su ekstremaliais temperatūrų svyravimais tiesioginiuose Saulės spinduliuose.
Skirtumas tarp egzosferos ir žemesnių sluoksnių
Egzosfera pasižymi savybėmis, kurios ją radikaliai skiria nuo termosferos ar mezosferos:
- Laisvasis kelias: Molekulių laisvasis kelias (atstumas tarp susidūrimų) čia matuojamas šimtais kilometrų, kai tuo tarpu paviršiuje tai tėra mikroskopinės distancijos.
- Geokarona: Aplink Žemę egzosferos vandenilio atomai suformuoja silpną švytėjimą, vadinamą geokarona, kuri driekiasi toli už Mėnulio orbitos.
- Magnetosferos įtaka: Čia esančias jonizuotas daleles stipriai veikia Žemės magnetinis laukas, suformuodamas sudėtingas radiacijos juostas.
Šių veiksnių visuma daro egzosferą dinamiška zona, kuri nuolat kinta priklausomai nuo Saulės aktyvumo ir geomagnetinių audrų.
Kodėl ši sritis yra kritiškai svarbi palydovų navigacijai?
Nors egzosfera atrodo tuščia, jos pėdsakai yra juntami visiems žemose orbitose skriejantiems objektams.
- Orbitos lėtėjimas: Net ir minimalus atmosferos pasipriešinimas egzosferoje priverčia palydovus ilgainiui prarasti aukštį.
- Palydovų saugumas: Šioje srityje skrieja dauguma dirbtinių palydovų, todėl tikslus dujų tankio modeliavimas leidžia išvengti susidūrimų.
- Kosminiai orai: Egzosfera yra pirmoji zona, reaguojanti į Saulės vėją, todėl ji padeda mokslininkams stebėti artėjančias magnetines audras.
- Dujų sudėties tyrimai: Stebint egzosferą, galima suprasti, kaip Žemė bėgant amžiams praranda savo vandenilio atsargas.
Atmosferos ateitis ir moksliniai tyrimai
Egzosfera išlieka viena mažiausiai ištirtų atmosferos sričių dėl sunkumų atliekant tiesioginius matavimus tokiame aukštyje.
Tačiau tobulėjant spektroskopijos metodams ir tolimojo kosmoso zondams, mes vis geriau suprantame, kaip šis „permatomas skydas“ saugo mūsų planetą nuo tiesioginio kosmoso poveikio.
