Введение

Экзосфера (ἔξω éxō "снаружи, внешний, за пределами", σφαῖρα sphaĩra "сфера") – тонкий объем, подобный атмосфере, окружающий планету или естественный спутник, где молекулы гравитационно связаны с этим телом, но плотность настолько низкая, что столкновения между молекулами практически отсутствуют. В случае тел, обладающих значительной атмосферой, таких как атмосфера Земли, экзосфера является самым верхним слоем, где атмосфера становится разреженной и переходит в космическое пространство. Она расположена непосредственно над термосферой. Из-за недостатка исследований об экзосфере известно очень мало. Меркурий, Луна, Церера, Европа и Ганимед имеют экзосферы с поверхностной границей, то есть экзосферы, под которыми нет более плотной атмосферы. Экзосфера Земли состоит в основном из водорода и гелия, с небольшим количеством более тяжелых атомов и молекул у основания.

Поверхностная граница экзосферы

Меркурий, Церера и несколько крупных естественных спутников, таких как Луна, Европа и Ганимед, обладают экзосферами, под которыми нет более плотной атмосферы, именуемыми экзосферами границы поверхности. В этих экзосферах молекулы выбрасываются по эллиптическим траекториям до столкновения с поверхностью. Более мелкие тела, такие как астероиды, с которых молекулы, испускаемые с поверхности, уходят в космическое пространство, экзосферами не считаются.

Экзосфера Земли

Наиболее распространенными молекулами в экзосфере Земли являются молекулы самых легких атмосферных газов. Водород присутствует во всей экзосфере, а также некоторое количество гелия, углекислого газа и атомарного кислорода у ее основания. Поскольку четко определить границу между экзосферой и космическим пространством сложно, экзосферу можно рассматривать как часть межпланетной среды или внешнего космоса. Экзосфера Земли формирует геокорону Земли.

Верхняя граница

В принципе, экзосфера охватывает расстояния, где частицы все еще гравитационно связаны с Землей, то есть частицы все еще имеют баллистические орбиты, которые вернут их обратно к Земле. Верхняя граница экзосферы может быть определена как расстояние, на котором влияние давления солнечного излучения на атомы водорода превышает влияние гравитационного притяжения Земли. Это происходит на половине расстояния до Луны или вблизи этого расстояния. Экзосфера, наблюдаемая из космоса как геокорона, простирается как минимум до поверхности Земли. Другие ученые считают, что экзосфера заканчивается примерно на .

Экзосфера других небесных тел

Если атмосфера небесного тела очень разрежена, как атмосфера Луны или Меркурия, то вся эта атмосфера рассматривается как экзосфера. Поступление каждого вещества объясняется такими процессами, как удары, солнечный ветер и дегазация недрами небесного тела, которые приводят к образованию атомов или молекул, составляющих экзосферу планеты. Эти выбросы могут формировать облака из смешанных материалов под воздействием силы удара, способные переносить газообразные вещества и соединения в экзосферу Меркурия. В момент удара исходные элементы сталкивающихся тел преимущественно распадаются на атомы, а не остаются в виде молекул, которые затем могут вновь формироваться в процессе охлаждения и быстрого затвердевания. Такие вещества, как Na, NaOH и O2, были обнаружены в составе экзосферы.