Worldlex Wiki L' exosphère ( grec ancien ( éxō ) « extérieur . Les y gravitationnellement à ce corps, mais la densité y est si faible que, comme dans l'espace , les molécules n'entrent pratiquement pas en collision. Dans le cas des corps dotés d' une atmosphère substantielle, comme l'atmosphère terrestre , l'exosphère est la couche la plus externe, où l'atmosphère s'amincit et se confond avec l'espace. Elle se situe directement au-dessus de la thermosphère . On la connaît encore très peu, faute de recherches suffisantes. Mercure , la Lune , Cérès , Europe et Ganymède possèdent une exosphère de surface, c'est-à-dire une exosphère dépourvue d'atmosphère plus dense en dessous. L'exosphère terrestre est principalement composée d'hydrogène et d'hélium , avec quelques atomes et molécules plus lourds près de la base.
Mercure , Cérès et plusieurs grands satellites naturels, comme la Lune , Europe et Ganymède , possèdent une exosphère sans atmosphère plus dense en dessous , appelée exosphère de surface . Dans ce cas, les molécules sont éjectées selon des trajectoires elliptiques jusqu'à leur collision avec la surface. Les corps plus petits, tels que les astéroïdes, dont les molécules émises depuis la surface s'échappent dans l'espace, ne sont pas considérés comme possédant une exosphère.L'exosphère terrestre
Les molécules les plus abondantes dans l'exosphère terrestre sont celles des gaz atmosphériques les plus légers. L'hydrogène est présent dans toute l'exosphère, avec de l'hélium , du dioxyde de carbone et de l'oxygène atomique près de sa base. La limite entre l'exosphère et l'espace étant parfois difficile à définir, l'exosphère peut être considérée comme faisant partie du milieu interplanétaire ou de l'espace extra -atmosphérique .
L'exosphère terrestre produit la géocouronne terrestre .
limite inférieure
L'exobase peut être définie de deux manières :
Si l'on définit l'exobase comme la hauteur à laquelle les molécules se déplaçant vers le haut subissent en moyenne une collision, alors à cette position, le libre parcours moyen d'une molécule est égal à une hauteur d'échelle de pression . Ceci est illustré ci-dessous. Considérons un volume d'air, d'aire horizontale et de hauteur égales au libre parcours moyen , à la pression et à la température . Pour un gaz parfait , le nombre de molécules qu'il contient est :
où k est la constante de Boltzmann . Du fait que chaque molécule se déplaçant vers le haut subit en moyenne une collision, la pression est :
où représente la masse moléculaire moyenne du gaz. La résolution de ces deux équations donne :
qui est l'équation de la hauteur d'échelle de pression. Comme la hauteur d'échelle de pression est presque égale à la hauteur d'échelle de densité du constituant principal, et puisque le nombre de Knudsen est le rapport entre le libre parcours moyen et l'échelle typique des fluctuations de densité, cela signifie que l'exobase se situe dans la région où .
La fluctuation de l'altitude de l'exobase est importante car elle exerce une traînée atmosphérique sur les satellites, ce qui finit par les faire tomber de leur orbite si aucune mesure n'est prise pour maintenir celle-ci.
Limite supérieure
En principe, l'exosphère s'étend jusqu'aux distances où les particules sont encore liées gravitationnellement à la Terre , c'est-à-dire qu'elles suivent des orbites balistiques qui les ramènent vers la Terre. La limite supérieure de l'exosphère peut être définie comme la distance à laquelle l'influence de la pression de radiation solaire sur l'hydrogène atomique dépasse celle de l'attraction gravitationnelle terrestre. Cela se produit à mi-chemin de la distance Terre-Lune, soit aux alentours de géocouronne , s'étend jusqu'à au moins atmosphère de la Lune ou celle de Mercure , l'atmosphère entière est considérée comme une exosphère.
L'exosphère de Mercure
De nombreuses hypothèses existent concernant la formation de l'exosphère de Mercure , qui comprendrait des éléments tels que le sodium (Na), le potassium (K) et le calcium (Ca). La présence de chaque matériau pourrait être due à des processus comme les impacts, le vent solaire et le dégazage du corps tellurique, qui amèneraient les atomes ou les molécules à former l'exosphère de la planète.
Il a été rapporté que les météoroïdes percutent fréquemment la surface de Mercure à des vitesses pouvant atteindre 80 km/s, provoquant la vaporisation du météore et du régolithe de surface lors de l'impact. Ces expulsions peuvent engendrer des nuages de matériaux mixtes, du fait de la force de l'impact, capables de transporter des gaz et des composés vers l'exosphère de Mercure. Lors de l'impact, les éléments constitutifs des corps en collision sont majoritairement dissociés en atomes plutôt qu'en molécules pouvant se reformer lors d'un processus de refroidissement. Parmi ces matériaux, on a observé Na, NaOH et O₂ . [ , on suppose que, bien que différentes formes de sodium aient été libérées dans l'exosphère de Mercure par l'impact de météorites, leur contribution à la concentration globale des atomes de sodium et de potassium reste faible. Le calcium est plus susceptible de provenir d'impacts, bien que son transport soit considéré comme s'effectuant par photolyse de ses anciens oxydes ou hydroxydes plutôt que par libération d'atomes au moment de l'impact, comme le sodium, le potassium et le fer (Fe).
Une autre explication possible de la formation de l'exosphère de Mercure réside dans la relation unique entre sa magnétosphère et le vent solaire . On suppose que la magnétosphère de cet astre constitue une protection incomplète contre l'érosion due au vent solaire. Si cette hypothèse est exacte, des ouvertures existent dans la magnétosphère, permettant au vent solaire de la contourner, d'atteindre Mercure et de pulvériser les composants de sa surface, qui deviennent ainsi des sources potentielles de matière pour l'exosphère. Cette érosion peut extraire des éléments comme le sodium et les transporter dans l'atmosphère. Cependant, ce phénomène n'est pas constant et ne peut expliquer la présence de tous les atomes et molécules de l'exosphère.