Nav jābūt NASA zinātniekam vai astronomam, lai saprastu, ka kosmoss ir pārsteidzošs. Bet cik dīvaini tas var jūs pārsteigt. Kosmosā dominē neredzami elektromagnētiskie spēki, kurus mēs parasti nejūtam. Tas ir arī pilns ar dīvainiem matērijas veidiem, kādus mēs nekad neesam sastapuši uz Zemes. Šeit ir piecas neparastas lietas, kas notiek gandrīz tikai kosmosā.
Plazma
Uz Zemes matērija parasti ieņem vienu no trim stāvokļiem: cietā, šķidrā vai gāzveida. Taču kosmosā 99,9% parastās matērijas ir pavisam citā formā – plazmā. Tas sastāv no brīviem joniem un elektroniem un atrodas kompresorlādētā stāvoklī, salīdzinot ar gāzi, kas veidojas, kad viela tiek uzkarsēta līdz galējai temperatūrai vai tiek pakļauta spēcīgai elektriskās strāvas iedarbībai.
Lai gan mēs reti mijiedarbojamies ar plazmu, mēs to redzam visu laiku. Visas zvaigznes nakts debesīs, ieskaitot Sauli, lielākoties ir plazmas. Tas pat dažreiz parādās uz Zemes zibens skrūvju un neona zīmju veidā.
Atšķirībā no gāzes, kur atsevišķas daļiņas pārvietojas nejauši, plazma var darboties kolektīvi kā komanda. Tas vada elektrību un ir jutīgs pret elektromagnētiskajiem laukiem. Šie lauki var kontrolēt lādētu daļiņu kustību plazmā un radīt viļņus, kas paātrina daļiņas līdz milzīgiem ātrumiem.
Kosmoss ir piepildīts ar tādiem neredzamiem magnētiskajiem laukiem, kas nosaka plazmas trajektoriju. Ap Zemi tas pats magnētiskais lauks, kas liek kompasiem griezties uz ziemeļiem, virza plazmu caur telpu ap mūsu planētu. Uz Saules magnētiskie lauki izraisa saules uzliesmojumus un tiešas plazmas plūsmas, kas pazīstamas kā saules vējš, kas pārvietojas pa Saules sistēmu. Saules vējš, sasniedzot Zemi, var izraisīt tādus enerģētiskos procesus kā polārblāzma un kosmosa laikapstākļi, kas, ja pietiekami stiprs, var sabojāt satelītus un telekomunikācijas.
Lasi arī: Pirmo reizi NASA zonde Solar Orbiter ierakstīja video ar milzu plazmas izmešanu no Saules virsmas
Ekstrēmas temperatūras
No Sibīrijas līdz Sahārai uz Zemes ir plašs temperatūras diapazons. Ir reģistrēti temperatūras rādītāji no 57°C līdz -89°C. Taču tas, ko mēs uzskatām par ekstrēmu uz Zemes, ir vidējs kosmosā. Uz planētām bez izolējošas atmosfēras temperatūra dienas un nakts laikā ļoti svārstās. Uz dzīvsudraba regulāri tiek novērotas dienas ar temperatūru aptuveni 449° C un aukstas naktis līdz -171° C. Un pašā kosmosā uz dažiem kosmosa kuģiem temperatūras starpība starp apgaismotajām un ēnotajām pusēm sasniedz 33°C. Piemēram, saules zonde NASA Parker saules zonde pie tuvākās Saules tuvošanās jutīs vairāk nekā 2 tūkstošu grādu atšķirību.
Satelīti un instrumenti, ko NASA sūta kosmosā, ir rūpīgi izstrādāti, lai izturētu šādus ekstremālos apstākļus. NASA Saules dinamikas observatorija lielāko daļu laika pavada tiešos saules staros, taču vairākas reizes gadā tās orbīta iet Zemes ēnā. Šī kosmosa ceļojuma laikā pret Sauli vērsto saules paneļu temperatūra pazeminās par 158°C. Tomēr iebūvētie sildītāji ir ieslēgti, lai aizsargātu elektroniku un instrumentus, ļaujot temperatūrai pazemināties tikai par pusi grādu.
Tāpat astronautu skafandri ir izstrādāti, lai izturētu temperatūru no -157°C līdz 121°C. Tie ir baltā krāsā, lai atstarotu gaismu, atrodoties saulē, un visā interjerā ir izvietoti sildītāji, lai astronauti būtu silti tumsā. Tie ir paredzēti arī pastāvīga spiediena un skābekļa nodrošināšanai, kā arī aizsardzībai pret mikrometeorītiem un Saules ultravioleto starojumu.
Lasi arī: Vai īpaši ātrie okeāni var atdzesēt ekstrēmas eksoplanetas?
Kosmiskā alķīmija
Saule savā kodolā saspiež ūdeņradi hēlijā. Šo atomu savienošanas procesu milzīgā spiedienā un temperatūrā, kā rezultātā veidojas jauni elementi, sauc kodoltermiskā kodolsintēze. Kad Visums piedzima, tas galvenokārt saturēja ūdeņradi un hēliju, kā arī dažus citus gaismas elementus. Kopš tā laika zvaigžņu un supernovu saplūšanas rezultātā kosmosā ir parādījušies vairāk nekā 80 citi elementi, no kuriem daži padara dzīvību iespējamu.
Saule un citas zvaigznes ir lieliskas kodoltermiskās iekārtas. Katru sekundi Saule sadedzina aptuveni 600 miljonus tonnu ūdeņraža. Līdz ar jaunu elementu radīšanu, kodolsintēze atbrīvo milzīgu daudzumu enerģijas un gaismas daļiņas, ko sauc par fotoniem. Šiem fotoniem nepieciešami aptuveni 250 700 gadu, lai nobrauktu aptuveni 8 150 km un sasniegtu redzamo Saules virsmu no Saules kodola. Pēc tam gaismai ir vajadzīgas tikai XNUMX minūtes, lai nobrauktu XNUMX miljonus km uz Zemi.
Skaldīšana, pretēja kodolreakcija, kas smagos elementus sadala mazākos, pirmo reizi tika demonstrēta laboratorijās 1930. gadsimta XNUMX. gados un mūsdienās tiek izmantota atomelektrostacijās. Sadales laikā izdalītā enerģija var izraisīt kataklizmu. Bet šim masas daudzumam tas joprojām ir vairākas reizes mazāks nekā saplūšanas laikā izdalītā enerģija. Tomēr zinātnieki vēl nav izlēmuši, kā kontrolēt plazmu tā, lai iegūtu enerģiju no kodoltermiskām reakcijām.
Lasi arī: Iekšzemes jonu-plazmas satelītu dzinēji tika pārbaudīti Harkovā
Magnētiskie sprādzieni
Katru dienu telpa ap Zemi plosās ar milzīgiem sprādzieniem. Kad saules vējš, lādētu daļiņu straume no Saules, saduras ar magnētisko vidi, kas ieskauj un aizsargā Zemi - magnetosfēra - tas sapina Saules un Zemes magnētiskos laukus. Galu galā magnētiskā lauka līnijas saspiež un izlīdzinās, atvairot blakus esošās lādētās daļiņas. Šis sprādzienbīstamais notikums ir pazīstams kā magnētiskais savienojums.
Lai gan mēs nevaram redzēt magnētisko savienojumu ar savām acīm, mēs varam novērot tā ietekmi. Dažkārt dažas no traucētajām daļiņām nonāk Zemes atmosfēras augšējos slāņos, kur izraisa polārblāzmu (ziemeļblāzmu).
Magnētiskais savienojums notiek visā Visumā, kur ir virpuļojoši magnētiskie lauki. NASA misijas, piemēram, Magnetospheric Multiscale mēra atjaunošanās notikumus ap Zemi, palīdzot zinātniekiem atrast to vietās, kur to ir grūtāk izpētīt, piemēram, uzliesmojumos uz Saules, reģionos, kas ieskauj melnos caurumus un ap citām zvaigznēm.
Lasi arī: Zemi var ieskauj milzīgs magnētisks tunelis
Virsskaņas sitieni
Uz Zemes vienkāršs veids, kā nodot enerģiju, ir impulss. To bieži izraisa sadursmes, piemēram, kad vējš izraisa koku šūpošanos. Bet kosmosā daļiņas var nodot enerģiju, pat nesaduroties. Šī dīvainā enerģijas pārnešana notiek neredzamās struktūrās, kas pazīstamas kā triecienviļņi.
Šoka viļņos enerģija tiek pārnesta caur plazmas viļņiem, elektriskajiem un magnētiskajiem laukiem. Padomājiet par daļiņām kā par putnu baru, kas lido kopā. Ja pakavējš paceļas un dzen putnus, tie lido ātrāk, lai gan šķiet, ka nekas viņus nestumj uz priekšu. Daļiņas uzvedas tāpat, kad tās pēkšņi sastopas ar magnētisko lauku. Magnētiskais lauks patiesībā var dot viņiem virzību uz priekšu.
Trieciena viļņi var veidoties, kad lietas pārvietojas virsskaņas ātrumā – tas ir, ātrāk par skaņas ātrumu. Ja virsskaņas plūsma saduras ar nekustīgu objektu, tā veido t.s deguna sitiens. Vienu no šādiem priekšgala triecieniem rada saules vējš, saduroties ar Zemes magnētisko lauku.
Trieciena viļņi sastopami arī citās kosmosa vietās, piemēram, ap aktīvām supernovām, kas izstaro plazmas mākoņus. Dažos gadījumos uz Zemes īslaicīgi var rasties triecienviļņi. Tas notiek, kad lodes un lidmašīnas lido ātrāk par skaņas ātrumu.
Visas piecas šīs dīvainās parādības ir izplatītas kosmosā. Lai gan dažus no tiem var reproducēt īpašos laboratorijas apstākļos, lielāko daļu no tiem nevar atrast normālos apstākļos uz Zemes. NASA mācās šīs dīvainās parādības kosmosā, lai zinātnieki varētu analizēt to īpašības un gūt ieskatu sarežģītajā fizikā, kas ir mūsu Visuma darbības pamatā.
Lasi arī: