从月球看地球在上面还是下面（地球的大气层有多大）

纵观我们的太空探索历程，我们已经讨论过地球大气层的尽头兼外太空的起点这一问题了。出人意料的是，最新的观测结果显示，我们的大气层比我们想象的要大得多。具体来讲，大到月球都落在它的范围之内。

我们对太空的主要定义是，卡门线，位于海拔100km左右处以外的浩瀚宇宙。国际航空联合会(FAI)，就是负责确立这些规则的官方机构，规定过了卡门线，你就到外太空了。这么规定的原因是，在纬度高于海拔100km的地方，地球的大气层会逐渐变得稀薄，飞机这样的常规航空飞行器没有达到轨道速度就无法继续飞行了，这样一来，你就必须换乘更专业的航天飞行器。

如果你以为这里面的学问很简单，那你就错了。尽管FAI划定的卡门线已经得到了普遍认可，但实际上，在外太空确切的起点问题上，国际社会并没有达成正式的共识。

一些天体物理学家认为，从轨道动量作用于卫星物体的方式来看，这一界线实际应该划在海拔80km的地方。NASA和美国空军对太空的定义也是距离地球表面80公里以外的区域，那些越过这条线的人就算正式成为宇航员了。言下之意，外太空的定义依然悬而未决。

那大气层又是什么情况呢？没错，它就是保护并隔离地球，让地球免受太阳的强辐射，同时不被太空深处寒冷的黑暗吞噬的气流区，但和大多数复杂的东西一样，大气层也分层：首先是对流层，我们所有有趣的天气以及地球上的生命呼吸和生存所必需的气体都发生在这一层；接着是平流层，在可能的情况下，民航客机就是在这一层飞行，因为那里的气流通常没有那么颠簸；然后是中间层，大多数流星都是在这一层燃烧的，这一层也是云能存在的最高位置；接下来是热层，也就是那条棘手的卡门线所在的层，这里是宇航员开始感受到失重的地方，也是国际空间站运行轨道所在的位置。这就意味着，严格来讲，通常定义的外太空起点实际上仍在地球的大气层内。

最后是外层，也就是我们和外太空之间的最后一层，这一层的成分是超间隔的氢原子和氦原子，但密度会随着纬度升高减小，到海拔20万km的地方减为零。

事实上，之前我们并不知道外层明确的终点兼外太空明确的起点，我们只知道那些本就极其稀薄的气体会越来越稀薄，直至完全不存在。但最近，一组天文学家抛出了一枚重磅炸弹。外层的气体云反射太阳的紫外线时会发出光芒，一种我们能够观测到，名为“地冕”的光芒。对地冕的这些新观测表明，大气层的外层可能延伸到了距离地球63万公里的地方——这个距离就包住了月球！所以，严格来讲，月球也在地球的大气层里！

这一发现要归功于一种叫做太阳风各向异性仪(SWAN)的仪器。SWAN能测量并分析出地冕的外围边界，帮助我们用一种全新的方式来认识大气层。要知道，太阳光能够和大气层外层的氢原子相撞，产生所谓的“莱曼-阿尔法辐射”，这是天体物理学家在研究宇宙深层结构时能测量到的一种辐射。观察莱曼阿尔法辐射可以得出外太空的物质分布情况，帮助我们理解宇宙膨胀的原理。这种波长的波也能被大气层内层吸收，所以我们并不能从地球上直接看到它。但从太空中的SWAN上能够同时看到两者，其范围还远远超出了我们的预期。

虽然这个发现从很多方面来看都非常了不起，其中很重要的一方面就是，严格来讲，目前并没有人离开过地球的大气层，但它并不会在最实际的层面上改变我们探索太空的进程。其重要性主要体现在它对我们未来的太空观测的意义上。这一新发现还表明，阳光会压缩外层的氢原子，根据太阳的位置，产生密度更大，具有相应莱曼阿尔法辐射的地冕。所以，观察夜空时，在大气层外层范围内进行测量的太空望远镜，还需要考虑新的莱曼-阿尔法基准——和聚束的地冕，这样兴许能让我们看得更远，更准确。还有另一个非常棒的地方，那就是这一发现并不是什么新研究成果，而是SWAN在90年代末就得出了的发现，只是科学家们最近才为了进一步分析才从档案把他们翻了出来！那些犄角旮旯里还会潜藏着哪些惊人的发现呢？