Du behøver ikke at være en NASA-videnskabsmand eller en astronom for at forstå, at rummet er fantastisk. Men hvor mærkeligt det er, kan overraske dig. Kosmos domineres af usynlige elektromagnetiske kræfter, som vi normalt ikke mærker. Den er også fuld af mærkelige typer stof, som vi aldrig har mødt på Jorden. Her er fem ujordiske ting, der næsten udelukkende sker i rummet.
plasma
På Jorden tager stof normalt en af tre tilstande: fast, flydende eller gas. Men i rummet er 99,9% af almindeligt stof i en helt anden form - plasma. Det består af frie ioner og elektroner og er i en overladet tilstand sammenlignet med den gas, der dannes, når et stof opvarmes til ekstreme temperaturer eller udsættes for en stærk elektrisk strøm.
Selvom vi sjældent interagerer med plasma, ser vi det hele tiden. Alle stjerner på nattehimlen, inklusive Solen, er for det meste plasma. Det dukker endda nogle gange op på Jorden i form af lyn og neonskilte.
I modsætning til gas, hvor individuelle partikler bevæger sig tilfældigt, kan plasma fungere kollektivt som et hold. Det leder elektricitet og er modtageligt for elektromagnetiske felter. Disse felter kan styre bevægelsen af ladede partikler i plasmaet og skabe bølger, der accelererer partiklerne til enorme hastigheder.
Rummet er fyldt med sådanne usynlige magnetiske felter, der bestemmer plasmaets bane. Rundt om Jorden leder det samme magnetfelt, der får kompasserne til at pege mod nord, plasma gennem rummet omkring vores planet. På Solen udløser magnetiske felter soludbrud og direkte strømme af plasma kendt som solvind, som bevæger sig gennem solsystemet. Når solvinden når Jorden, kan det forårsage energiske processer som nordlys og rumvejr, der, hvis det er stærkt nok, kan skade satellitter og telekommunikation.
Ekstreme temperaturer
Fra Sibirien til Sahara oplever Jorden en bred vifte af temperaturer. Der er registreringer af temperaturer fra 57° C til -89° C. Men det, vi betragter som ekstremt på Jorden, er gennemsnittet i rummet. På planeter uden en isolerende atmosfære svinger temperaturen voldsomt i løbet af dagen og natten. På Merkur observeres jævnligt dage med en temperatur på omkring 449° C og kolde nætter ned til -171° C. Og i selve rummet, på nogle rumfartøjer, når temperaturforskellen mellem de oplyste og skyggede sider op på 33°C. For eksempel en solsonde NASA Parker solsonde ved den nærmeste tilgang til Solen vil den føle en forskel på mere end 2 tusinde grader.
Satellitterne og instrumenterne, som NASA sender ud i rummet, er omhyggeligt designet til at modstå sådanne ekstreme forhold. NASAs Solar Dynamics Observatory tilbringer det meste af sin tid i direkte sollys, men flere gange om året passerer dens bane i jordens skygge. Under denne rumrejse falder temperaturen på solpanelerne, der vender mod Solen, med 158°C. Dog er de indbyggede varmelegemer tændt for at beskytte elektronikken og instrumenterne, så temperaturen falder så lidt som en halv grad.
På samme måde er astronaut-rumdragter designet til at modstå temperaturer mellem -157°C og 121°C. De er hvide i farven for at reflektere lys, når de er i solen, og varmeapparater er placeret i hele interiøret for at holde astronauterne varme i mørket. De er også designet til at give konstant tryk og ilt, samt beskyttelse mod mikrometeoritter og ultraviolet stråling fra Solen.
Læs også: Kan ultrahurtige oceaner afkøle ekstreme exoplaneter?
Kosmisk alkymi
Solen komprimerer brint til helium i sin kerne. Denne proces med at forbinde atomer under enormt tryk og temperatur, hvilket resulterer i dannelsen af nye grundstoffer, kaldes termonuklear fusion. Da universet blev født, indeholdt det for det meste brint og helium, plus et par andre lette grundstoffer. Siden da er mere end 80 andre grundstoffer dukket op i rummet som følge af fusion i stjerner og supernovaer, hvoraf nogle gør livet muligt.
Solen og andre stjerner er fremragende termonukleare maskiner. Hvert sekund forbrænder Solen omkring 600 millioner tons brint. Sammen med skabelsen af nye grundstoffer frigiver fusion en enorm mængde energi og lyspartikler kaldet fotoner. Disse fotoner har brug for omkring 250 år til at rejse omkring 700 km og nå frem til Solens synlige overflade fra solkernen. Derefter skal lyset kun bruge 8 minutter til at rejse 150 millioner km til Jorden.
Fission, den modsatte atomreaktion, der splitter tunge grundstoffer i mindre, blev først demonstreret i laboratorier i 1930'erne og bruges i dag i atomkraftværker. Den energi, der frigives under distributionen, kan forårsage katastrofe. Men for denne mængde masse er den stadig flere gange mindre end den energi, der frigives under fusion. Forskere har dog endnu ikke besluttet, hvordan plasmaet skal kontrolleres på en sådan måde, at de får energi fra termonukleare reaktioner.
Læs også: Indenlandske ion-plasma satellitmotorer blev testet i Kharkiv
Magnetiske eksplosioner
Hver dag raser rummet omkring Jorden med enorme eksplosioner. Når solvinden, en strøm af ladede partikler fra Solen, kolliderer med det magnetiske medium, der omgiver og beskytter Jorden - magnetosfære - det sammenfiltrer Solens og Jordens magnetfelter. Til sidst komprimeres og justeres de magnetiske feltlinjer, hvilket frastøder tilstødende ladede partikler. Denne eksplosive begivenhed er kendt som magnetisk genforbindelse.
Selvom vi ikke kan se magnetisk genforbindelse med vores egne øjne, kan vi observere dens virkninger. Nogle gange kommer nogle af de forstyrrede partikler ind i de øverste lag af Jordens atmosfære, hvor de forårsager nordlys (nordlys).
Magnetisk genforbindelse sker i hele universet, hvor der er hvirvlende magnetiske felter. NASA-missioner som Magnetospheric Multiscale måler genforbindelsesbegivenheder rundt om Jorden og hjælper videnskabsmænd med at finde det, hvor det er sværere at studere, såsom i udbrud på Solen, i områder omkring sorte huller og omkring andre stjerner.
Læs også: Jorden kan være omgivet af en kæmpe magnetisk tunnel
Supersoniske slag
På Jorden er en simpel måde at overføre energi på gennem impuls. Dette er ofte forårsaget af kollisioner, som når vinden får træer til at svaje. Men i det ydre rum kan partikler overføre energi uden selv at kollidere. Denne mærkelige overførsel af energi finder sted i usynlige strukturer kendt som chokbølger.
I stødbølger overføres energi gennem plasmabølger, elektriske og magnetiske felter. Tænk på partiklerne som en flok fugle, der flyver sammen. Hvis medvinden tager til og driver fuglene, flyver de hurtigere, selvom intet ser ud til at skubbe dem frem. Partiklerne opfører sig på samme måde, når de pludselig møder et magnetfelt. Det magnetiske felt kan faktisk give dem et skub fremad.
Der kan dannes stødbølger, når ting bevæger sig med supersoniske hastigheder - det vil sige hurtigere end lydens hastighed. Hvis en supersonisk strømning kolliderer med en stationær genstand, danner den en såkaldt næsestød. Et sådant buechok skabes af solvinden, når den kolliderer med Jordens magnetfelt.
Chokbølger findes også andre steder i rummet, for eksempel omkring aktive supernovaer, som udsender skyer af plasma. I nogle tilfælde kan chokbølger midlertidigt forekomme på Jorden. Dette sker, når kugler og flyvemaskiner flyver hurtigere end lydens hastighed.
Alle fem af disse mærkelige fænomener er almindelige i rummet. Selvom nogle af dem kan reproduceres under særlige laboratorieforhold, kan de fleste af dem ikke findes under normale forhold på Jorden. NASA studerer disse mærkelige fænomener i rummet, så videnskabsmænd kan analysere deres egenskaber og få indsigt i den komplekse fysik, der ligger til grund for, hvordan vores univers fungerer.
Læs også: