Du trenger ikke å være NASA-forsker eller astronom for å forstå at verdensrommet er fantastisk. Men hvor rart det er kan overraske deg. Kosmos domineres av usynlige elektromagnetiske krefter som vi vanligvis ikke føler. Den er også full av merkelige typer materie som vi aldri har møtt på jorden. Her er fem ujordiske ting som nesten utelukkende skjer i verdensrommet.
Plasma
På jorden har materie vanligvis en av tre tilstander: fast, flytende eller gass. Men i verdensrommet er 99,9% av vanlig materie i en helt annen form - plasma. Den består av frie ioner og elektroner og er i en overladet tilstand sammenlignet med gassen som dannes når et stoff varmes opp til ekstreme temperaturer eller utsettes for en sterk elektrisk strøm.
Selv om vi sjelden samhandler med plasma, ser vi det hele tiden. Alle stjernene på nattehimmelen, inkludert solen, er for det meste plasma. Det vises til og med noen ganger på jorden i form av lyn og neonskilt.
I motsetning til gass, hvor individuelle partikler beveger seg tilfeldig, kan plasma fungere kollektivt som et lag. Den leder elektrisitet og er mottakelig for elektromagnetiske felt. Disse feltene kan kontrollere bevegelsen av ladede partikler i plasmaet og skape bølger som akselererer partiklene til enorme hastigheter.
Rommet er fylt med slike usynlige magnetiske felt som bestemmer plasmabanen. Rundt jorden dirigerer det samme magnetfeltet som får kompassene til å peke nordover plasma gjennom rommet rundt planeten vår. På solen utløser magnetiske felt solutbrudd og direkte strømmer av plasma kjent som sol-vind, som beveger seg gjennom solsystemet. Når solvinden når jorden, kan den forårsake energiske prosesser som nordlys og romvær, som, hvis den er sterk nok, kan skade satellitter og telekommunikasjon.
Ekstreme temperaturer
Fra Sibir til Sahara opplever jorden et bredt spekter av temperaturer. Det finnes registreringer av temperaturer fra 57°C til -89°C. Men det vi anser som ekstremt på jorden er gjennomsnittlig i verdensrommet. På planeter uten en isolerende atmosfære svinger temperaturene vilt i løpet av dagen og natten. På Merkur observeres det jevnlig dager med en temperatur på rundt 449° C og kalde netter ned til -171° C. Og i selve rommet, på enkelte romfartøyer, når temperaturforskjellen mellom de opplyste og skyggelagte sidene 33°C. For eksempel en solsonde NASA Parker solsonde ved nærmeste tilnærming til Solen vil det føles en forskjell på mer enn 2 tusen grader.
Satellittene og instrumentene som NASA sender ut i verdensrommet er nøye designet for å tåle slike ekstreme forhold. NASAs Solar Dynamics Observatory tilbringer mesteparten av tiden sin i direkte sollys, men flere ganger i året passerer banen i jordens skygge. Under denne romreisen synker temperaturen på solcellepanelene som vender mot solen med 158°C. Imidlertid er de innebygde varmeovnene slått på for å beskytte elektronikken og instrumentene, slik at temperaturen faller så lite som en halv grad.
På samme måte er romdrakter for astronauter designet for å tåle temperaturer mellom -157°C og 121°C. De er hvite i fargen for å reflektere lys når de er i solen, og varmeovner er plassert i hele interiøret for å holde astronautene varme i mørket. De er også designet for å gi konstant trykk og oksygen, samt beskyttelse mot mikrometeoritter og ultrafiolett stråling fra solen.
Les også: Kan ultraraske hav avkjøle ekstreme eksoplaneter?
Kosmisk alkymi
Solen komprimerer hydrogen til helium i kjernen. Denne prosessen med å binde atomer sammen under enormt trykk og temperatur, som resulterer i dannelsen av nye grunnstoffer, kalles termonukleær fusjon. Da universet ble født, inneholdt det for det meste hydrogen og helium, pluss noen få andre lette grunnstoffer. Siden den gang har mer enn 80 andre grunnstoffer dukket opp i verdensrommet som et resultat av fusjon i stjerner og supernovaer, hvorav noen gjør livet mulig.
Solen og andre stjerner er utmerkede termonukleære maskiner. Hvert sekund brenner solen rundt 600 millioner tonn hydrogen. Sammen med dannelsen av nye grunnstoffer frigjør fusjon en enorm mengde energi og lyspartikler kalt fotoner. Disse fotonene trenger omtrent 250 700 år for å reise rundt 8 150 km og nå den synlige overflaten til Solen fra solkjernen. Etter det trenger lyset bare XNUMX minutter for å reise XNUMX millioner km til jorden.
Fisjon, den motsatte kjernefysiske reaksjonen som deler tunge grunnstoffer i mindre, ble først demonstrert i laboratorier på 1930-tallet og brukes i dag i kjernekraftverk. Energien som frigjøres under distribusjonen kan forårsake katastrofe. Men for denne massemengden er den fortsatt flere ganger mindre enn energien som frigjøres under fusjon. Imidlertid har forskerne ennå ikke bestemt seg for hvordan de skal kontrollere plasmaet på en slik måte at de får energi fra termonukleære reaksjoner.
Les også: Innenlandske ion-plasma satellittmotorer ble testet i Kharkiv
Magnetiske eksplosjoner
Hver dag raser verdensrommet rundt jorden med enorme eksplosjoner. Når solvinden, en strøm av ladede partikler fra solen, kolliderer med det magnetiske mediet som omgir og beskytter jorden - magnetosfære - det vikler sammen magnetfeltene til solen og jorden. Til slutt komprimerer og justerer magnetfeltlinjene, og frastøter tilstøtende ladede partikler. Denne eksplosive hendelsen er kjent som magnetisk gjentilkobling.
Selv om vi ikke kan se magnetisk gjenkobling med våre egne øyne, kan vi observere effektene. Noen ganger kommer noen av de forstyrrede partiklene inn i de øvre lagene av jordens atmosfære, hvor de forårsaker nordlys (nordlys).
Magnetisk gjenkobling skjer i hele universet, hvor det er virvlende magnetiske felt. NASA-oppdrag som Magnetospheric Multiscale måler gjenkoblingshendelser rundt jorden, og hjelper forskere med å finne det der det er vanskeligere å studere, for eksempel i fakler på solen, i områder rundt sorte hull og rundt andre stjerner.
Les også: Jorden kan være omgitt av en gigantisk magnetisk tunnel
Supersoniske slag
På jorden er en enkel måte å overføre energi på gjennom impuls. Dette er ofte forårsaket av kollisjoner, for eksempel når vinden får trær til å svaie. Men i verdensrommet kan partikler overføre energi uten engang å kollidere. Denne merkelige overføringen av energi finner sted i usynlige strukturer kjent som sjokkbølger.
I sjokkbølger overføres energi gjennom plasmabølger, elektriske og magnetiske felt. Tenk på partiklene som en flokk fugler som flyr sammen. Hvis medvinden tar til og driver fuglene, flyr de raskere, selv om ingenting ser ut til å presse dem fremover. Partiklene oppfører seg på samme måte når de plutselig møter et magnetfelt. Det magnetiske feltet kan faktisk gi dem et dytt fremover.
Sjokkbølger kan dannes når ting beveger seg i supersoniske hastigheter - det vil si raskere enn lydens hastighet. Hvis en supersonisk strømning kolliderer med en stasjonær gjenstand, danner den en såkalt nesestøt. Et slikt buesjokk skapes av solvinden når den kolliderer med jordas magnetfelt.
Sjokkbølger finnes også andre steder i verdensrommet, for eksempel rundt aktive supernovaer, som sender ut plasmaskyer. I noen tilfeller kan sjokkbølger midlertidig oppstå på jorden. Dette skjer når kuler og fly flyr raskere enn lydhastigheten.
Alle fem av disse merkelige fenomenene er vanlige i verdensrommet. Selv om noen av dem kan reproduseres under spesielle laboratorieforhold, kan de fleste av dem ikke finnes under normale forhold på jorden. NASA studerer disse merkelige fenomenene i rommet slik at forskere kan analysere egenskapene deres og få innsikt i den komplekse fysikken som ligger til grunn for hvordan universet vårt fungerer.
Les også: