Nemusíte být vědec z NASA nebo astronom, abyste pochopili, že vesmír je úžasný. Ale jak je to zvláštní, vás možná překvapí. Vesmíru dominují neviditelné elektromagnetické síly, které běžně necítíme. Je také plná zvláštních druhů hmoty, se kterými jsme se na Zemi nikdy nesetkali. Zde je pět nadpozemských věcí, které se dějí téměř výhradně ve vesmíru.
Plazma
Na Zemi se hmota obvykle nachází v jednom ze tří skupenství: pevné, kapalné nebo plynné. Jenže ve vesmíru je 99,9 % běžné hmoty ve zcela jiné formě – plazmě. Skládá se z volných iontů a elektronů a je v přeplňovaném stavu ve srovnání s plynem, který se tvoří, když je látka zahřátá na extrémní teploty nebo vystavena silnému elektrickému proudu.
Přestože s plazmou interagujeme jen zřídka, vidíme ji neustále. Všechny hvězdy na noční obloze, včetně Slunce, jsou většinou plazma. Dokonce se někdy objevuje i na Zemi v podobě blesků a neonů.
Na rozdíl od plynu, kde se jednotlivé částice pohybují náhodně, může plazma působit kolektivně jako tým. Vede elektrický proud a je citlivý na elektromagnetická pole. Tato pole mohou řídit pohyb nabitých částic v plazmatu a vytvářet vlny, které částice urychlují na obrovské rychlosti.
Prostor je vyplněn takovými neviditelnými magnetickými poli, které určují trajektorii plazmatu. Kolem Země stejné magnetické pole, díky kterému kompasy míří na sever, směřuje plazma prostorem kolem naší planety. Magnetická pole na Slunci spouštějí sluneční erupce a přímé proudy plazmy známé jako solární bouře, které se pohybují sluneční soustavou. Když sluneční vítr dosáhne Země, může způsobit energetické procesy, jako jsou polární záře a vesmírné počasí, které, pokud jsou dostatečně silné, mohou poškodit satelity a telekomunikace.
Přečtěte si také: Sonda Solar Orbiter NASA poprvé zaznamenala video obřího výronu plazmy z povrchu Slunce
Extrémní teploty
Od Sibiře po Saharu zažívá Země široký rozsah teplot. Existují záznamy o teplotách od 57° C do -89° C. Co ale na Zemi považujeme za extrémní, je ve vesmíru průměrné. Na planetách bez izolační atmosféry teploty ve dne i v noci divoce kolísají. Na Merkuru jsou pravidelně pozorovány dny s teplotou kolem 449° C a chladné noci až -171° C. A v samotném vesmíru na některých kosmických lodích dosahuje rozdíl teplot mezi osvětlenou a zastíněnou stranou 33°C. Například sluneční sonda Sluneční sonda NASA Parker při největším přiblížení ke Slunci pocítí rozdíl více než 2 tisíce stupňů.
Satelity a přístroje, které NASA vysílá do vesmíru, jsou pečlivě navrženy tak, aby vydržely takové extrémní podmínky. Observatoř NASA Solar Dynamics Observatory tráví většinu času na přímém slunečním světle, ale několikrát do roka prochází její oběžná dráha ve stínu Země. Během této vesmírné cesty klesne teplota solárních panelů obrácených ke Slunci o 158 °C. Palubní ohřívače jsou však zapnuty, aby chránily elektroniku a nástroje, což umožňuje pokles teploty jen o půl stupně.
Podobně jsou astronautské skafandry navrženy tak, aby vydržely teploty mezi -157 °C a 121 °C. Mají bílou barvu, aby odrážely světlo na slunci, a v celém interiéru jsou umístěny ohřívače, aby se astronauti zahřáli ve tmě. Jsou také navrženy tak, aby poskytovaly konstantní tlak a kyslík, stejně jako ochranu před mikrometeority a ultrafialovým zářením ze Slunce.
Přečtěte si také: Mohou ultrarychlé oceány ochladit extrémní exoplanety?
Kosmická alchymie
Slunce ve svém jádru stlačuje vodík na helium. Tento proces spojování atomů dohromady pod obrovským tlakem a teplotou, jehož výsledkem je vznik nových prvků, se nazývá termonukleární fúze. Když se vesmír zrodil, obsahoval převážně vodík a helium a několik dalších lehkých prvků. Od té doby se v důsledku fúze hvězd a supernov ve vesmíru objevilo více než 80 dalších prvků, z nichž některé umožňují život.
Slunce a další hvězdy jsou vynikající termonukleární stroje. Každou sekundu Slunce spálí asi 600 milionů tun vodíku. Spolu s tvorbou nových prvků se při fúzi uvolňuje obrovské množství energie a světelných částic zvaných fotony. Tyto fotony potřebují asi 250 700 let, aby urazily asi 8 150 km a dosáhly viditelného povrchu Slunce ze slunečního jádra. Poté světlo potřebuje pouhých XNUMX minut, aby urazilo XNUMX milionů km k Zemi.
Štěpení, opačná jaderná reakce, která štěpí těžké prvky na menší, byla poprvé prokázána v laboratořích ve 1930. letech XNUMX. století a dnes se používá v jaderných elektrárnách. Energie uvolněná při distribuci může způsobit kataklyzma. Ale pro toto množství hmoty je to stále několikrát méně než energie uvolněná během fúze. Vědci se ale zatím nerozhodli, jak plazma ovládat tak, aby získávalo energii z termonukleárních reakcí.
Přečtěte si také: V Charkově byly testovány domácí iontově-plazmové satelitní motory
Magnetické výbuchy
Každý den zuří prostor kolem Země obrovskými explozemi. Když se sluneční vítr, proud nabitých částic ze Slunce, srazí s magnetickým prostředím, které obklopuje a chrání Zemi – magnetosféra - zaplétá magnetická pole Slunce a Země. Nakonec se magnetické siločáry stlačí a vyrovnají a odpuzují sousední nabité částice. Tato výbušná událost je známá jako magnetické opětovné připojení.
Magnetické opětovné spojení sice na vlastní oči nevidíme, ale můžeme pozorovat jeho účinky. Někdy se některé z narušených částic dostanou do horních vrstev zemské atmosféry, kde způsobují polární záře (polární záře).
K magnetickému opětovnému spojení dochází v celém vesmíru, kde existují vířivá magnetická pole. Mise NASA, jako je Magnetospheric Multiscale, měří události opětovného připojení kolem Země a pomáhají vědcům najít ji tam, kde je obtížnější ji studovat, jako jsou erupce na Slunci, v oblastech kolem černých děr a kolem jiných hvězd.
Přečtěte si také: Země může být obklopena obřím magnetickým tunelem
Nadzvukové rány
Na Zemi je jednoduchý způsob přenosu energie prostřednictvím impulsu. To je často způsobeno kolizemi, například když vítr způsobí kývání stromů. Ale ve vesmíru mohou částice přenášet energii, aniž by se dokonce srazily. Tento podivný přenos energie se odehrává v neviditelných strukturách známých jako rázové vlny.
V rázových vlnách se energie přenáší prostřednictvím plazmových vln, elektrických a magnetických polí. Představte si částice jako hejno ptáků létajících společně. Pokud se zadní vítr zvedne a žene ptáky, létají rychleji, i když se zdá, že je nic netlačí dopředu. Stejně se částice chovají, když se náhle setkají s magnetickým polem. Magnetické pole je ve skutečnosti může posunout vpřed.
Rázové vlny se mohou tvořit, když se věci pohybují nadzvukovou rychlostí – tedy vyšší než rychlost zvuku. Pokud se nadzvukové proudění srazí se stacionárním objektem, vytvoří tzv rána do nosu. Jeden takový náraz do luku vytváří sluneční vítr, když se srazí s magnetickým polem Země.
Rázové vlny se nacházejí i na jiných místech ve vesmíru, například kolem aktivních supernov, které vyzařují oblaka plazmatu. V některých případech se na Zemi mohou dočasně objevit rázové vlny. K tomu dochází, když kulky a letadla létají rychleji, než je rychlost zvuku.
Všech pět těchto podivných jevů je ve vesmíru běžné. I když některé z nich lze za speciálních laboratorních podmínek reprodukovat, většinu z nich nelze za normálních podmínek na Zemi nalézt. NASA studuje tyto podivné jevy ve vesmíru, aby vědci mohli analyzovat jejich vlastnosti a získat vhled do složité fyziky, která je základem fungování našeho vesmíru.
Přečtěte si také: