ЭКЗОСФЕРА

Экзосфера - самая внешняя часть верхней атмосферы Земли и планет с низкой концентрацией нейтральных атомов. Для атомов Э. достаточно высока вероятность покинуть атмосферу без столкновений с др. атомами. Концентрация нейтральных атомов n0 на нижнем уровне Э. h0 может быть найдена из условия равенства длины свободного пробега атомов высоте однородной атмосферы H=kT/mg; , где m - масса атома, g - ускорение силы тяжести на уровне h0, T - абсолютная темп-ра на этом уровне, - сечение столкновений атомов (газокинетическое). Для Э. Земли h0=550 км. На уровне h0 часть наиболее легких атомов (водорода и в меньшем количестве гелия) имеет, согласно Максвелла распределению, тепловую скорость , сравнимую с параболической ( - масса планеты, r - расстояние от ее центра), что приводит к постоянной потере атмосферой атомов водорода (диссипации атмосферой). Потеря водорода с уровня h0 и выше в Э. компенсируется диффузией водорода из нижних слоев атмосферы. Уравнение баланса (стационарности) позволяет вычислить распределение атомов водорода ниже уровня диссипации h0. В нижние слои атмосферы Земли водород поступает в результате диссоциации водяного пара. Внеш. часть Э., состоящая из несоударяющихся водородных атомов, иногда наз. водородной короной, а для Земли часто используется термин "геокорона". Геокорона и водородные короны др. планет исследуются гл. обр. путем наблюдения интенсивности резонансно рассеянного солнечного излучения в линии (). Такие наблюдения позволяют определить темп-ру и распределение по высоте диссипирующих атомов. Геокорона населена атомами водорода с тремя типами траекторий: параболическими, эллиптическими и гиперболическими. Часть атомов с гиперболическими траекториями навсегда теряются атмосферой. Для земной Э. поток диссипирующих атомов составляет 108 атомов/(см2 с) или ~ 103 г/с для всей Земли. Ионизация атомов водорода не сказывается заметно на диссипации атмосферы, т.к. ср. время, необходимое для ионизации атома водорода на орбите Земли, равно с, а время убегания примерно в 100 раз меньше. После ионизации атомов образовавшиеся ионы начинают взаимодействовать с магнитным полем Земли, которое и определяет их дальнейшее движение в магнитосфере. С космич. аппаратов Э. Земли прослеживается вплоть до 100 тыс. км. Э. наблюдается также у Венеры и Марса. По-видимому, для Луны и Меркурия Э. начинается непосредственно у самой поверхности этих тел. (В.Г. Курт)