Ni vam treba biti Nasin znanstvenik ali astronom, da razumete, da je vesolje neverjetno. Toda kako nenavadno je, vas bo morda presenetilo. V vesolju prevladujejo nevidne elektromagnetne sile, ki jih običajno ne čutimo. Prav tako je polno nenavadnih vrst snovi, ki jih na Zemlji še nismo srečali. Tukaj je pet nezemeljskih stvari, ki se zgodijo skoraj izključno v vesolju.
Plazma
Na Zemlji ima snov običajno eno od treh stanj: trdno, tekoče ali plinasto. Toda v vesolju je 99,9 % navadne snovi v popolnoma drugačni obliki – plazmi. Sestavljen je iz prostih ionov in elektronov in je v supernabitem stanju v primerjavi s plinom, ki nastane, ko je snov segreta na ekstremne temperature ali izpostavljena močnemu električnemu toku.
Čeprav redko komuniciramo s plazmo, jo vidimo ves čas. Vse zvezde na nočnem nebu, vključno s Soncem, so večinoma plazemske. Včasih se pojavi celo na Zemlji v obliki strel in neonskih napisov.
Za razliko od plina, kjer se posamezni delci gibljejo naključno, lahko plazma deluje kolektivno kot ekipa. Prevaja elektriko in je občutljiv na elektromagnetna polja. Ta polja lahko nadzorujejo gibanje nabitih delcev v plazmi in ustvarjajo valove, ki pospešijo delce do ogromnih hitrosti.
Prostor je napolnjen s takimi nevidnimi magnetnimi polji, ki določajo tir plazme. Okoli Zemlje enako magnetno polje, zaradi katerega kompasi kažejo proti severu, usmerja plazmo skozi vesolje okoli našega planeta. Na Soncu magnetna polja sprožijo sončne izbruhe in neposredne tokove plazme, znane kot sončni veter, ki se gibljejo po sončnem sistemu. Ko sončni veter doseže Zemljo, lahko povzroči energijske procese, kot so aurore in vesoljsko vreme, ki lahko, če so dovolj močni, poškodujejo satelite in telekomunikacije.
Preberite tudi: Nasina sonda Solar Orbiter je prvič posnela video izbruha ogromne plazme s Sončeve površine
Ekstremne temperature
Od Sibirije do Sahare se Zemlja sooča s širokim razponom temperatur. Obstajajo zapisi o temperaturah v razponu od 57 °C do -89 °C. Toda tisto, kar imamo na Zemlji za ekstremno, je v vesolju povprečno. Na planetih brez izolacijske atmosfere temperature podnevi in ponoči močno nihajo. Na Merkurju redno opazimo dneve s temperaturo okoli 449 ° C in hladne noči do -171 ° C. In v samem vesolju na nekaterih vesoljskih plovilih temperaturna razlika med osvetljeno in zasenčeno stranjo doseže 33 ° C. Na primer sončna sonda Sončna sonda NASA Parker pri najbližjem približevanju Soncu bo čutil razliko več kot 2 tisoč stopinj.
Sateliti in instrumenti, ki jih NASA pošilja v vesolje, so skrbno zasnovani, da prenesejo tako ekstremne pogoje. Nasin observatorij za sončno dinamiko večino časa preživi na neposredni sončni svetlobi, vendar večkrat na leto njegova orbita preide v Zemljino senco. Med tem vesoljskim potovanjem temperatura sončnih kolektorjev, obrnjenih proti soncu, pade za 158 °C. Vendar so vgrajeni grelniki vklopljeni, da zaščitijo elektroniko in instrumente, kar omogoča, da temperatura pade le za pol stopinje.
Podobno so astronavtske vesoljske obleke zasnovane tako, da prenesejo temperature med -157 °C in 121 °C. So bele barve, da odbijajo svetlobo, ko so na soncu, po vsej notranjosti pa so nameščeni grelniki, ki astronavtom v temi grejejo. Zasnovani so tudi tako, da zagotavljajo stalen pritisk in kisik ter zaščito pred mikrometeoriti in ultravijoličnim sevanjem sonca.
Preberite tudi: Ali lahko ultrahitri oceani ohladijo ekstremne eksoplanete?
Kozmična alkimija
Sonce v svojem jedru stisne vodik v helij. Ta proces združevanja atomov skupaj pod ogromnim pritiskom in temperaturo, kar povzroči nastanek novih elementov, se imenuje termonuklearna fuzija. Ko se je vesolje rodilo, je vsebovalo večinoma vodik in helij ter nekaj drugih lahkih elementov. Od takrat se je v vesolju zaradi fuzije v zvezdah in supernovah pojavilo več kot 80 drugih elementov, od katerih nekateri omogočajo življenje.
Sonce in druge zvezde so odlični termonuklearni stroji. Vsako sekundo Sonce zažge približno 600 milijonov ton vodika. Skupaj z nastajanjem novih elementov se pri fuziji sprosti ogromno energije in svetlobnih delcev, imenovanih fotoni. Ti fotoni potrebujejo približno 250 let, da prepotujejo približno 700 km in dosežejo vidno površino Sonca iz sončnega jedra. Po tem svetloba potrebuje samo 8 minut, da prepotuje 150 milijonov km do Zemlje.
Cepitev, nasprotna jedrska reakcija, ki razcepi težke elemente na manjše, je bila prvič dokazana v laboratorijih v tridesetih letih prejšnjega stoletja in se danes uporablja v jedrskih elektrarnah. Energija, ki se sprosti med distribucijo, lahko povzroči kataklizmo. Toda za to količino mase je še vedno nekajkrat manjša od energije, ki se sprosti pri fuziji. Vendar se znanstveniki še niso odločili, kako plazmo nadzorovati tako, da bi pridobivali energijo iz termonuklearnih reakcij.
Preberite tudi: V Harkovu so testirali domače ionsko-plazemske satelitske motorje
Magnetne eksplozije
Vesolje okoli Zemlje vsak dan divjajo velike eksplozije. Ko sončni veter, tok nabitih delcev iz Sonca, trči v magnetni medij, ki obdaja in ščiti Zemljo - magnetosfera - prepleta magnetni polji Sonca in Zemlje. Sčasoma se črte magnetnega polja stisnejo in poravnajo ter tako odbijejo sosednje nabite delce. Ta eksplozivni dogodek je znan kot magnetna ponovna povezava.
Čeprav magnetne ponovne povezave ne moremo videti na lastne oči, lahko opazujemo njene učinke. Včasih nekateri od motečih delcev zaidejo v zgornje plasti Zemljine atmosfere, kjer povzročijo aurore (severni sij).
Magnetna ponovna povezava se dogaja v celotnem vesolju, kjer so vrtinčasta magnetna polja. Nasine misije, kot je Magnetospheric Multiscale, merijo dogodke ponovne povezave okoli Zemlje in znanstvenikom pomagajo najti, kje je težje preučevati, na primer pri izbruhih na Soncu, v regijah, ki obdajajo črne luknje in okoli drugih zvezd.
Preberite tudi: Zemljo morda obdaja velikanski magnetni tunel
Nadzvočni udarci
Na Zemlji je preprost način prenosa energije preko impulzov. To pogosto povzročijo trki, na primer ko veter povzroči, da se drevesa zazibljejo. Toda v vesolju lahko delci prenašajo energijo, ne da bi pri tem trčili. Ta čuden prenos energije poteka v nevidnih strukturah, znanih kot udarni valovi.
Pri udarnih valovih se energija prenaša preko plazemskih valov, električnih in magnetnih polj. Predstavljajte si delce kot jato ptic, ki letijo skupaj. Če se zadnji veter okrepi in požene ptice, letijo hitreje, čeprav se zdi, da jih nič ne potiska naprej. Enako se obnašajo delci, ko nenadoma naletijo na magnetno polje. Pravzaprav jih magnetno polje lahko potisne naprej.
Udarni valovi lahko nastanejo, ko se stvari premikajo z nadzvočno hitrostjo – torej hitreje od hitrosti zvoka. Če nadzvočni tok trči v mirujoči objekt, tvori t.i udarec v nos. Eden takšnih premčnih sunkov ustvari sončni veter, ko trči v Zemljino magnetno polje.
Udarne valove najdemo tudi na drugih mestih v vesolju, na primer okoli aktivnih supernov, ki oddajajo oblake plazme. V nekaterih primerih se lahko na Zemlji začasno pojavijo udarni valovi. To se zgodi, ko krogle in letala letijo hitreje od hitrosti zvoka.
Vseh pet teh čudnih pojavov je pogostih v vesolju. Čeprav jih je nekatere mogoče reproducirati v posebnih laboratorijskih pogojih, jih večine ni mogoče najti v normalnih pogojih na Zemlji. NASA študira te nenavadne pojave v vesolju, tako da lahko znanstveniki analizirajo njihove lastnosti in pridobijo vpogled v zapleteno fiziko, ki je osnova delovanja našega vesolja.
Preberite tudi: