Eksosfääri määratlus ja faktid

Eksosfäär on Maa kõige välimine kiht atmosfääri, mis asub termosfääri kohal. See ulatub umbes 600 km-ni, kuni see õheneb, et sulanduda planeetidevahelise ruumi. See muudab eksosfääri umbes 10 000 km või 6200 miili paksuseks või umbes sama laiaks kui Maa. Maa eksosfääri ülemine piir ulatub Kuu poole umbes poolel teel.

Teiste olulise atmosfääriga planeetide jaoks on eksosfäär kiht tihedamate atmosfääri kihtide kohal, kuid ilma tiheda atmosfääriga planeete või satelliite, on eksosfäär piirkond pinna ja planeetide vahel ruumi. Seda nimetatakse pinnapiiri eksosfäär. Seda on täheldatud Maa Kuu, elavhõbe, ja Jupiteri Galilea kuud.

Sõna "eksosfäär" pärineb Vana-Kreeka sõnadest ekso, mis tähendab väljaspool või väljaspool, ja sphaira, mis tähendab sfääri.

Osakesed eksosfääris asuvad üksteisest väga kaugel. Need ei sobi täpselt mõiste "gaas"kuna tihedus on kokkupõrgete ja vastasmõjude tekkimiseks liiga madal. Samuti pole need tingimata plasma, sest aatomid ja molekulid pole kõik elektriliselt laetud. Osakesed võivad eksosfääris liikuda sadu kilomeetreid mööda ballistilist trajektoori, enne kui nad teistesse osakestesse põrkuvad.

Eksosfääri alumist piiri, kus see kohtub termosfääriga, nimetatakse termopausiks. Selle kõrgus merepinnast ulatub sõltuvalt päikese aktiivsusest 250–500 km kuni 1000 km (310–620 miili). Termopausi nimetatakse eksobaasiks, eksopausiks või kriitiliseks kõrguseks. Selle punkti kohal baromeetrilisi tingimusi ei kohaldata. Eksosfääri temperatuur on peaaegu püsiv ja väga külm. Eksosfääri ülemisel äärel ületab vesiniku päikesekiirguse rõhk gravitatsiooni tagasi Maa poole. Päikese ilmast tingitud eksobaasi kõikumine on oluline, kuna see mõjutab atmosfääri tõmbejõudu kosmosejaamades ja satelliitidel. Piirini jõudvad osakesed lähevad Maa atmosfäärist kosmosesse kaduma.

Eksosfääri koostis on erinev selle all olevate kihtide omast. Esinevad ainult kõige kergemad gaasid, mida gravitatsioon vaevalt planeedile hoiab. Maa eksosfäär koosneb peamiselt vesinikust, heeliumist, süsinikdioksiidist ja aatomhapnikust. Eksosfäär on kosmosest nähtav kui udune piirkond, mida nimetatakse geokoronaks.

Maal on neid umbes 10¹⁹ molekulid õhu kuupsentimeetri kohta merepinnal. Seevastu neid on vähem kui miljon (10%)⁶) eksosfääris samas ruumalas olevad molekulid. Kuul puudub tõeline atmosfäär, kuna selle osakesed ei ringle, ei ima palju kiirgust ja neid tuleb täiendada. Kuid see pole ka päris vaakum. Kuu pinna piirkihi rõhk on umbes 3 x 10^-15 atm (0,3 nano Pascals). Rõhk varieerub sõltuvalt sellest, kas on päeval või öösel, kuid kogu mass kaalub alla 10 tonni. Eksosfäär saadakse radooni ja heeliumi radioaktiivse lagunemise tagajärjel tekkiva gaasi väljajuhtimisel. Päikesetuul, mikrometeoride pommitamine ja päikesetuul annavad samuti oma panuse osakestesse. Kuu eksosfääris, kuid Maa, Veenuse või Marsi atmosfääris leiduvad ebatavalised gaasid sisaldavad naatriumi ja kaaliumi. Muude Kuu eksosfääris leiduvate elementide ja ühendite hulka kuuluvad argoon-40, neoon, heelium-4, hapnik, metaan, lämmastik, vingugaas ja süsinikdioksiid. Selles on vähe vesinikku. Võib esineda ka väga väikestes kogustes veeauru.

Lisaks eksosfäärile võib Kuul olla tolmu "atmosfäär", mis hõljub pinna kohal elektrostaatilise levitatsiooni tõttu.

Kui Kuu eksosfäär on peaaegu vaakum, on see suurem kui Merkuuri eksosfäär. Selle üks seletus on see, et elavhõbe on Päikesele palju lähemal, seega võib päikesetuul osakesi hõlpsamini pühkida.

_Viited

• _{Bauer, Siegfried; Lammer, Helmut. Planeetide aeronoomia: atmosfääri keskkonnad planetaarsüsteemides, Springer Publishing, 2004.}
• _{"Kas Kuul on atmosfääri?". NASA. 30. jaanuar 2014. kätte saadud 02.02.2017}