Vous n'avez pas besoin d'être un scientifique de la NASA ou un astronome pour comprendre que l'espace est incroyable. Mais à quel point c'est étrange peut vous surprendre. Le cosmos est dominé par des forces électromagnétiques invisibles que nous ne ressentons normalement pas. C'est aussi plein d'étranges types de matière que nous n'avons jamais rencontrés sur Terre. Voici cinq choses surnaturelles qui se produisent presque exclusivement dans l'espace.
Plasma
Sur Terre, la matière prend généralement l'un des trois états suivants : solide, liquide ou gazeux. Mais dans l'espace, 99,9 % de la matière ordinaire se présente sous une forme complètement différente : le plasma. Il est constitué d'ions et d'électrons libres et se trouve dans un état suralimenté par rapport au gaz qui se forme lorsqu'une substance est chauffée à des températures extrêmes ou soumise à un fort courant électrique.
Bien que nous interagissions rarement avec le plasma, nous le voyons tout le temps. Toutes les étoiles du ciel nocturne, y compris le Soleil, sont pour la plupart du plasma. Il apparaît même parfois sur Terre sous la forme d'éclairs et d'enseignes au néon.
Contrairement au gaz, où les particules individuelles se déplacent de manière aléatoire, le plasma peut agir collectivement comme une équipe. Il conduit l'électricité et est sensible aux champs électromagnétiques. Ces champs peuvent contrôler le mouvement des particules chargées dans le plasma et créer des ondes qui accélèrent les particules à des vitesses énormes.
L'espace est rempli de tels champs magnétiques invisibles qui déterminent la trajectoire du plasma. Autour de la Terre, le même champ magnétique qui fait pointer les boussoles vers le nord dirige le plasma dans l'espace autour de notre planète. Sur le Soleil, les champs magnétiques déclenchent des éruptions solaires et dirigent des flux de plasma appelés vent solaire, qui se déplacent dans le système solaire. Lorsque le vent solaire atteint la Terre, il peut provoquer des processus énergétiques tels que les aurores et la météo spatiale, qui, s'ils sont suffisamment forts, peuvent endommager les satellites et les télécommunications.
Températures extrêmes
De la Sibérie au Sahara, la Terre connaît une large gamme de températures. Il existe des records de températures allant de 57°C à -89°C. Mais ce que nous considérons comme extrême sur Terre est moyen dans l'espace. Sur les planètes sans atmosphère isolante, les températures fluctuent énormément le jour et la nuit. Sur Mercure, on observe régulièrement des journées avec une température d'environ 449° C et des nuits froides jusqu'à -171° C. Et dans l'espace même, sur certains engins spatiaux, la différence de température entre les côtés éclairés et ombragés atteint 33° C. Par exemple, une sonde solaire Sonde solaire Parker de la NASA à l'approche la plus proche du Soleil, il ressentira une différence de plus de 2 XNUMX degrés.
Les satellites et les instruments que la NASA envoie dans l'espace sont soigneusement conçus pour résister à ces conditions extrêmes. Le Solar Dynamics Observatory de la NASA passe la plupart de son temps en plein soleil, mais plusieurs fois par an, son orbite passe dans l'ombre de la Terre. Au cours de ce voyage spatial, la température des panneaux solaires face au Soleil chute de 158°C. Cependant, les radiateurs embarqués sont activés pour protéger l'électronique et les instruments, permettant à la température de baisser d'un demi-degré seulement.
De même, les combinaisons spatiales des astronautes sont conçues pour résister à des températures comprises entre -157°C et 121°C. Ils sont de couleur blanche pour refléter la lumière lorsqu'ils sont au soleil, et des radiateurs sont placés à l'intérieur pour garder les astronautes au chaud dans l'obscurité. Ils sont également conçus pour fournir une pression et de l'oxygène constants, ainsi qu'une protection contre les micrométéorites et les rayons ultraviolets du Soleil.
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Alchimie cosmique
Le Soleil comprime l'hydrogène en hélium dans son noyau. Ce processus d'assemblage d'atomes sous une pression et une température énormes, entraînant la formation de nouveaux éléments, est appelé fusion thermonucléaire. Lorsque l'univers est né, il contenait principalement de l'hydrogène et de l'hélium, ainsi que quelques autres éléments légers. Depuis, plus de 80 autres éléments sont apparus dans l'espace suite à la fusion d'étoiles et de supernovae, dont certaines rendent la vie possible.
Le Soleil et les autres étoiles sont d'excellentes machines thermonucléaires. Chaque seconde, le Soleil brûle environ 600 millions de tonnes d'hydrogène. Parallèlement à la création de nouveaux éléments, la fusion libère une énorme quantité d'énergie et de particules lumineuses appelées photons. Ces photons ont besoin d'environ 250 700 ans pour parcourir environ 8 150 km et atteindre la surface visible du Soleil depuis le noyau solaire. Après cela, la lumière n'a besoin que de XNUMX minutes pour parcourir XNUMX millions de km jusqu'à la Terre.
La fission, la réaction nucléaire opposée qui divise les éléments lourds en éléments plus petits, a été démontrée pour la première fois dans les laboratoires dans les années 1930 et est utilisée aujourd'hui dans les centrales nucléaires. L'énergie dégagée lors de la distribution peut provoquer un cataclysme. Mais pour cette quantité de masse, c'est encore plusieurs fois moins que l'énergie libérée lors de la fusion. Cependant, les scientifiques n'ont pas encore décidé comment contrôler le plasma de manière à obtenir de l'énergie à partir de réactions thermonucléaires.
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Explosions magnétiques
Chaque jour, l'espace autour de la Terre fait rage avec d'énormes explosions. Lorsque le vent solaire, un flux de particules chargées du Soleil, entre en collision avec le milieu magnétique qui entoure et protège la Terre - magnétosphère - il enchevêtre les champs magnétiques du Soleil et de la Terre. Finalement, les lignes de champ magnétique se compriment et s'alignent, repoussant les particules chargées adjacentes. Cet événement explosif est connu sous le nom de reconnexion magnétique.
Bien que nous ne puissions pas voir la reconnexion magnétique de nos propres yeux, nous pouvons observer ses effets. Parfois, certaines des particules perturbées pénètrent dans les couches supérieures de l'atmosphère terrestre, où elles provoquent des aurores (aurores boréales).
La reconnexion magnétique se produit dans tout l'univers, où il y a des champs magnétiques tourbillonnants. Les missions de la NASA telles que la magnétosphère multi-échelle mesurent les événements de reconnexion autour de la Terre, aidant les scientifiques à la trouver là où il est plus difficile à étudier, comme dans les éruptions sur le Soleil, dans les régions entourant les trous noirs et autour d'autres étoiles.
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Coups supersoniques
Sur Terre, un moyen simple de transférer de l'énergie est par impulsion. Cela est souvent causé par des collisions, comme lorsque le vent fait osciller les arbres. Mais dans l'espace extra-atmosphérique, les particules peuvent transférer de l'énergie sans même entrer en collision. Cet étrange transfert d'énergie a lieu dans des structures invisibles appelées ondes de choc.
Dans les ondes de choc, l'énergie est transférée par des ondes plasma, des champs électriques et magnétiques. Considérez les particules comme une volée d'oiseaux volant ensemble. Si le vent arrière se lève et pousse les oiseaux, ils volent plus vite, même si rien ne semble les pousser vers l'avant. Les particules se comportent de la même manière lorsqu'elles rencontrent soudainement un champ magnétique. Le champ magnétique, en fait, peut leur donner un coup de pouce.
Des ondes de choc peuvent se former lorsque des objets se déplacent à des vitesses supersoniques, c'est-à-dire plus rapides que la vitesse du son. Si un écoulement supersonique entre en collision avec un objet stationnaire, il forme un soi-disant coup nasal. L'un de ces chocs d'étrave est créé par le vent solaire lorsqu'il entre en collision avec le champ magnétique terrestre.
Les ondes de choc se retrouvent également dans d'autres endroits de l'espace, par exemple autour des supernovae actives, qui émettent des nuages de plasma. Dans certains cas, des ondes de choc peuvent se produire temporairement sur Terre. Cela se produit lorsque les balles et les avions volent plus vite que la vitesse du son.
Ces cinq phénomènes étranges sont communs dans l'espace. Bien que certains d'entre eux puissent être reproduits dans des conditions de laboratoire particulières, la plupart d'entre eux sont introuvables dans des conditions normales sur Terre. Nasa est en train d'étudier ces phénomènes étranges dans l'espace afin que les scientifiques puissent analyser leurs propriétés et mieux comprendre la physique complexe qui sous-tend le fonctionnement de notre univers.
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