Nem kell NASA tudósnak vagy csillagásznak lenni ahhoz, hogy megértsük, az űr csodálatos. De milyen furcsa, meglepheti Önt. A kozmoszt olyan láthatatlan elektromágneses erők uralják, amelyeket általában nem érzékelünk. Tele van furcsa anyagokkal is, amelyekkel még soha nem találkoztunk a Földön. Íme öt földöntúli dolog, amelyek szinte kizárólag az űrben történnek.
Vérplazma
A Földön az anyag általában három halmazállapotú: szilárd, folyékony vagy gáz halmazállapotú. De az űrben a közönséges anyag 99,9% -a teljesen más formában van - plazmában. Szabad ionokból és elektronokból áll, és túltöltött állapotban van ahhoz a gázhoz képest, amely akkor képződik, amikor egy anyagot szélsőséges hőmérsékletre hevítenek vagy erős elektromos áramnak vetik ki.
Bár ritkán lépünk kapcsolatba a plazmával, mindig látjuk. Az éjszakai égbolton minden csillag, beleértve a Napot is, többnyire plazma. Még néha villámok és fényreklámok formájában is megjelenik a Földön.
Ellentétben a gázzal, ahol az egyes részecskék véletlenszerűen mozognak, a plazma együttesen, csapatként működhet. Elektromosságot vezet és érzékeny az elektromágneses mezőkre. Ezek a mezők szabályozhatják a töltött részecskék mozgását a plazmában, és hullámokat hozhatnak létre, amelyek hatalmas sebességre gyorsítják a részecskéket.
A teret olyan láthatatlan mágneses mezők töltik meg, amelyek meghatározzák a plazma pályáját. A Föld körül ugyanaz a mágneses tér, amely az iránytűket észak felé irányítja, a plazmát a bolygónk körüli téren keresztül irányítja. A Napon a mágneses mezők napkitöréseket és közvetlen plazmafolyamokat váltanak ki napszél, amelyek áthaladnak a Naprendszeren. Amikor a napszél eléri a Földet, olyan energetikai folyamatokat idézhet elő, mint az aurorák és az űridőjárás, amelyek, ha elég erősek, károsíthatják a műholdakat és a távközlést.
Olvassa el még: A NASA Solar Orbiter szondája először rögzített egy videót egy óriási plazmakidobásról a Nap felszínéről
Extrém hőmérsékletek
Szibériától a Szaharáig a Földet széles hőmérséklet-tartományban tapasztaljuk. A feljegyzések szerint 57°C és -89°C között mozog a hőmérséklet. De amit a Földön szélsőségesnek tartunk, az átlagos az űrben. A szigetelő légkör nélküli bolygókon a hőmérséklet vadul ingadozik nappal és éjszaka. A Merkúron rendszeresen megfigyelhetők a 449°C körüli hőmérsékletű napok és -171°C-ig hideg éjszakák. És magában az űrben, egyes űrhajókon a megvilágított és árnyékolt oldal közötti hőmérsékletkülönbség eléri a 33°C-ot. Például egy napszonda NASA Parker szolár szonda a Naphoz legközelebbi megközelítésnél több mint 2 ezer fokos különbséget fog érezni.
A NASA által az űrbe küldött műholdakat és műszereket gondosan úgy tervezték, hogy ellenálljanak az ilyen szélsőséges körülményeknek. A NASA Solar Dynamics Obszervatóriuma idejének nagy részét közvetlen napfényben tölti, de évente többször is elhalad a Föld árnyékában. Ezen űrutazás során a Nap felé néző napelemek hőmérséklete 158°C-kal csökken. Az elektronika és a műszerek védelme érdekében azonban bekapcsolják a fedélzeti fűtőtesteket, így a hőmérséklet már fél fokkal is csökkenhet.
Hasonlóképpen, az űrhajós űrruhákat úgy tervezték, hogy ellenálljanak a -157 °C és 121 °C közötti hőmérsékletnek. Fehér színűek, hogy napfényben visszaverjék a fényt, a belső térben pedig fűtőtestek vannak elhelyezve, hogy az űrhajósokat melegen tartsák a sötétben. Úgy tervezték, hogy állandó nyomást és oxigént biztosítsanak, valamint védelmet nyújtanak a mikrometeoritok és a Nap ultraibolya sugárzása ellen.
Olvassa el még: Az ultragyors óceánok lehűthetik az extrém exobolygókat?
Kozmikus alkímia
A Nap a hidrogént héliummá préseli a magjában. Ezt a folyamatot, amikor az atomok hatalmas nyomás és hőmérséklet hatására összekapcsolódnak, és ennek eredményeként új elemek képződnek, az ún. termonukleáris fúzió. Amikor az univerzum megszületett, főleg hidrogént és héliumot, valamint néhány más könnyű elemet tartalmazott. Azóta több mint 80 másik elem jelent meg az űrben a csillagok és szupernóvák fúziója következtében, amelyek közül néhány lehetővé teszi az életet.
A Nap és más csillagok kiváló termonukleáris gépek. A Nap másodpercenként körülbelül 600 millió tonna hidrogént éget el. Az új elemek létrejöttével együtt a fúzió során hatalmas mennyiségű energia és fényrészecskék, úgynevezett fotonok szabadulnak fel. Ezeknek a fotonoknak körülbelül 250 700 évre van szükségük ahhoz, hogy körülbelül 8 150 km-t tegyenek meg, és elérjék a Nap látható felszínét a napmagból. Ezt követően a fénynek mindössze XNUMX percre van szüksége ahhoz, hogy XNUMX millió km-t utazzon a Földig.
A maghasadást, a vele ellentétes nukleáris reakciót, amely a nehéz elemeket kisebbekre hasítja, először az 1930-as években mutatták be laboratóriumokban, és ma atomerőművekben használják. Az elosztás során felszabaduló energia kataklizmát okozhat. De ennél a tömegnél ez még mindig többszöröse a fúzió során felszabaduló energia mennyiségének. A tudósok azonban még nem döntötték el, hogyan szabályozzák a plazmát oly módon, hogy a termonukleáris reakciókból energiát nyerjenek.
Olvassa el még: Hazai ion-plazma műholdmotorokat teszteltek Harkovban
Mágneses robbanások
A Föld körüli tér minden nap hatalmas robbanásoktól tombol. Amikor a napszél, a Napból érkező töltött részecskék áramlása ütközik a Földet körülvevő és védő mágneses közeggel, magnetoszféra - összekuszálja a Nap és a Föld mágneses terét. Végül a mágneses erővonalak összenyomódnak és igazodnak, taszítják a szomszédos töltött részecskéket. Ez a robbanásveszélyes esemény az úgynevezett mágneses visszakapcsolás.
Bár a mágneses újracsatlakozást saját szemünkkel nem láthatjuk, de hatását megfigyelhetjük. Néha a megzavart részecskék egy része a Föld légkörének felső rétegeibe kerül, ahol aurórákat (északfényt) okoz.
Mágneses újracsatlakozás történik az egész univerzumban, ahol örvénylő mágneses mezők vannak. A NASA-missziók, például a Magnetospheric Multiscale mérik a Föld körüli újrakapcsolódási eseményeket, segítve a tudósokat ott, ahol nehezebb tanulmányozni, például a Nap kitöréseiben, a fekete lyukakat körülvevő régiókban és más csillagok körül.
Olvassa el még: A Földet egy óriási mágneses alagút veszi körül
Szuperszonikus ütések
A Földön az energiaátvitel egyszerű módja az impulzus. Ezt gyakran ütközések okozzák, például amikor a szél megingatja a fákat. De a világűrben a részecskék még ütközés nélkül is képesek energiát átadni. Ez a furcsa energiaátadás láthatatlan struktúrákban, ún lökéshullámok.
A lökéshullámokban az energia plazmahullámokon, elektromos és mágneses mezőkön keresztül történik. Gondoljon a részecskékre, mint egy madárrajra, amelyek együtt repülnek. Ha feltámad a hátszél, és elűzi a madarakat, gyorsabban repülnek, bár úgy tűnik, semmi sem löki őket előre. A részecskék ugyanúgy viselkednek, amikor hirtelen mágneses térrel találkoznak. Valójában a mágneses tér lökést adhat nekik.
Lökéshullámok keletkezhetnek, amikor a dolgok szuperszonikus sebességgel mozognak – vagyis gyorsabban, mint a hangsebesség. Ha egy szuperszonikus áramlás ütközik egy álló tárggyal, akkor ún orrfújás. Az egyik ilyen íjütődést a napszél hozza létre, amikor ütközik a Föld mágneses mezőjével.
A lökéshullámok az űrben más helyeken is megtalálhatók, például az aktív szupernóvák körül, amelyek plazmafelhőket bocsátanak ki. Egyes esetekben átmenetileg lökéshullámok léphetnek fel a Földön. Ez akkor történik, amikor a golyók és a repülőgépek gyorsabban repülnek, mint a hangsebesség.
Mind az öt furcsa jelenség gyakori az űrben. Bár ezek egy része speciális laboratóriumi körülmények között reprodukálható, többségük normális körülmények között nem található meg a Földön. NASA tanul ezeket a furcsa jelenségeket az űrben, hogy a tudósok elemezzék tulajdonságaikat, és betekintést nyerhessenek az univerzumunk működésének hátterében álló összetett fizikába.
Olvassa el még: