Du behöver inte vara en NASA-forskare eller astronom för att förstå att rymden är fantastisk. Men hur konstigt det är kan överraska dig. Kosmos domineras av osynliga elektromagnetiska krafter som vi normalt inte känner. Den är också full av konstiga typer av materia som vi aldrig har stött på på jorden. Här är fem ojordiska saker som händer nästan uteslutande i rymden.
Plasma
På jorden tar materia vanligtvis ett av tre tillstånd: fast, flytande eller gas. Men i rymden är 99,9% av vanlig materia i en helt annan form - plasma. Den består av fria joner och elektroner och är i ett överladdat tillstånd jämfört med gasen som bildas när ett ämne värms upp till extrema temperaturer eller utsätts för en stark elektrisk ström.
Även om vi sällan interagerar med plasma, ser vi det hela tiden. Alla stjärnor på natthimlen, inklusive solen, är till största delen plasma. Det dyker till och med ibland upp på jorden i form av blixtar och neonskyltar.
Till skillnad från gas, där enskilda partiklar rör sig slumpmässigt, kan plasma agera kollektivt som ett lag. Den leder elektricitet och är känslig för elektromagnetiska fält. Dessa fält kan styra rörelsen av laddade partiklar i plasman och skapa vågor som accelererar partiklarna till enorma hastigheter.
Rymden är fylld med sådana osynliga magnetfält som bestämmer plasmans bana. Runt jorden riktar samma magnetfält som gör att kompasserna pekar norrut plasma genom rymden runt vår planet. På solen utlöser magnetiska fält solflammor och direkta strömmar av plasma som kallas solvind, som rör sig genom solsystemet. När solvinden når jorden kan den orsaka energiska processer som norrsken och rymdväder, som om den är tillräckligt stark kan skada satelliter och telekommunikationer.
Extrema temperaturer
Från Sibirien till Sahara upplever jorden ett brett temperaturområde. Det finns register över temperaturer som sträcker sig från 57°C till -89°C. Men vad vi anser vara extremt på jorden är genomsnittet i rymden. På planeter utan isolerande atmosfär fluktuerar temperaturen vilt under dagen och natten. På Merkurius observeras regelbundet dagar med en temperatur på cirka 449° C och kalla nätter ner till -171° C. Och i själva rymden, på vissa rymdfarkoster, når temperaturskillnaden mellan de upplysta och skuggade sidorna 33°C. Till exempel en solsond NASA Parker solsond vid det närmaste närmandet till solen kommer det att känna en skillnad på mer än 2 tusen grader.
Satelliterna och instrumenten som NASA skickar ut i rymden är noggrant designade för att klara sådana extrema förhållanden. NASA:s Solar Dynamics Observatory tillbringar större delen av sin tid i direkt solljus, men flera gånger om året passerar dess omloppsbana i jordens skugga. Under denna rymdresa sjunker temperaturen på solpanelerna som vetter mot solen med 158°C. De inbyggda värmarna är dock påslagna för att skydda elektroniken och instrumenten, vilket gör att temperaturen sjunker så lite som en halv grad.
På liknande sätt är rymddräkter för astronauter designade för att klara temperaturer mellan -157°C och 121°C. De är vita till färgen för att reflektera ljus när de är i solen, och värmare är placerade i hela interiören för att hålla astronauterna varma i mörkret. De är också designade för att ge konstant tryck och syre, samt skydd mot mikrometeoriter och ultraviolett strålning från solen.
Läs också: Kan ultrasnabba hav kyla extrema exoplaneter?
Kosmisk alkemi
Solen komprimerar väte till helium i sin kärna. Denna process att sammanfoga atomer under enormt tryck och temperatur, vilket resulterar i bildandet av nya grundämnen, kallas termonukleär fusion. När universum föddes innehöll det mestadels väte och helium, plus några andra lätta element. Sedan dess har mer än 80 andra grundämnen dykt upp i rymden som ett resultat av fusion i stjärnor och supernovor, varav några gör livet möjligt.
Solen och andra stjärnor är utmärkta termonukleära maskiner. Varje sekund bränner solen cirka 600 miljoner ton väte. Tillsammans med skapandet av nya grundämnen frigör fusion en enorm mängd energi och ljuspartiklar som kallas fotoner. Dessa fotoner behöver cirka 250 700 år för att resa cirka 8 150 km och nå solens synliga yta från solkärnan. Därefter behöver ljuset bara XNUMX minuter för att resa XNUMX miljoner km till jorden.
Fission, den motsatta kärnreaktionen som delar tunga grundämnen i mindre, demonstrerades först i laboratorier på 1930-talet och används idag i kärnkraftverk. Den energi som frigörs under distributionen kan orsaka katastrof. Men för denna mängd massa är det fortfarande flera gånger mindre än energin som frigörs under fusion. Men forskarna har ännu inte bestämt sig för hur plasman ska kontrolleras på ett sådant sätt att energi från termonukleära reaktioner kan erhållas.
Läs också: Inhemska jonplasmasatellitmotorer testades i Charkiv
Magnetiska explosioner
Varje dag rasar rymden runt jorden med enorma explosioner. När solvinden, en ström av laddade partiklar från solen, kolliderar med det magnetiska mediet som omger och skyddar jorden - magnetosfären - det trasslar in solens och jordens magnetfält. Så småningom komprimeras och riktas de magnetiska fältlinjerna, vilket stöter bort intilliggande laddade partiklar. Denna explosiva händelse är känd som magnetisk återkoppling.
Även om vi inte kan se magnetisk återkoppling med våra egna ögon, kan vi observera dess effekter. Ibland kommer några av de störda partiklarna in i de övre lagren av jordens atmosfär, där de orsakar norrsken (norrsken).
Magnetisk återkoppling sker i hela universum, där det finns virvlande magnetfält. NASA-uppdrag som Magnetospheric Multiscale mäter återkopplingshändelser runt jorden, vilket hjälper forskare att hitta det där det är svårare att studera, till exempel i flammor på solen, i områden som omger svarta hål och runt andra stjärnor.
Läs också: Jorden kan vara omgiven av en gigantisk magnetisk tunnel
Överljudsslag
På jorden är ett enkelt sätt att överföra energi genom impuls. Detta orsakas ofta av kollisioner, som när vinden får träd att svaja. Men i yttre rymden kan partiklar överföra energi utan att ens kollidera. Denna märkliga överföring av energi sker i osynliga strukturer som kallas chockvågor.
I stötvågor överförs energi genom plasmavågor, elektriska och magnetiska fält. Tänk på partiklarna som en flock fåglar som flyger tillsammans. Om medvinden drar i sig och driver fåglarna flyger de snabbare, även om ingenting verkar driva dem framåt. Partiklarna beter sig på samma sätt när de plötsligt stöter på ett magnetfält. Det magnetiska fältet kan faktiskt ge dem en knuff framåt.
Stötvågor kan bildas när saker rör sig i överljudshastigheter – det vill säga snabbare än ljudets hastighet. Om ett överljudsflöde kolliderar med ett stationärt föremål bildar det ett sk nässlag. En sådan bågchock skapas av solvinden när den kolliderar med jordens magnetfält.
Stötvågor finns även på andra platser i rymden, till exempel runt aktiva supernovor, som avger plasmamoln. I vissa fall kan stötvågor tillfälligt uppstå på jorden. Detta händer när kulor och flygplan flyger snabbare än ljudets hastighet.
Alla dessa fem konstiga fenomen är vanliga i rymden. Även om vissa av dem kan reproduceras under speciella laboratorieförhållanden, kan de flesta av dem inte hittas under normala förhållanden på jorden. NASA studerar dessa märkliga fenomen i rymden så att forskare kan analysera deras egenskaper och få insikt i den komplexa fysik som ligger till grund för hur vårt universum fungerar.
Läs också: