Выбирай : Покупай : Используй
в фокусе
0

Внеземная алхимия: 5 необычных вещей, которые происходят только в космосе

Космос удивителен и некоторые странные явления возможны только в космическом пространстве. Там на тела воздействуют невидимые электромагнитные силы, которые мы обычно не ощущаем. А еще Вселенная состоит из необычных типов материи, которые на Земле не встречаются. Что ученые могут наблюдать исключительно в открытом космосе?

Плазма

На Земле известны три состояния материи: жидкая, твердая и газообразное. Но в космосе 99,9% обычной материи существует в совершенно иной форме — плазме.

Плазма — это газ, настолько горячий, что некоторые или все составляющие его атомы расщепляются на электроны и ионы, которые могут двигаться независимо друг от друга. Но в отличие от газа, в котором отдельные частицы движутся хаотично, космическая плазма отличается коллективным движением частиц. При этом она проводит электрический ток и попадает под влияние электромагнитных полей, которые способны управлять движением заряженных частиц и создавать волны, разгоняющие эти частицы до экстремальных скоростей.


Первый зафиксированный миссией ESA/NASA Solar Orbiter выброс корональной массы (плазмы) плазмы с поверхности Солнца, снятый 17 ноября 2020 года

Плазма встречается по всей Солнечной системе и за ее пределами: в солнечной короне и солнечном ветре, в магнитосфере Земли и других планет, в хвостах комет, в межзвездных и межгалактических средах и в аккреционных дисках вокруг черных дыр.

Экстремальные температуры

Земля подвергается воздействию разных температур в довольно широком диапазоне. Например, максимальная температура, зафиксированная на нашей планете, составляет 56,7 C, тогда как минимальный рекорд достигает –91,2 C.

Но то, что мы считаем экстремальными показателями на Земле, для космоса — очень средние значения. На некоторых планетах без атмосферы разница между температурой днем и ночью может достигать поистине огромных значений. Например, для Меркурия эти показатели составляют 449 C и –171 C.

Более того, в космическом пространстве некоторые корабли могут испытывать разницу температур в 33 C между освещенной и затененной стороной.

Художественная концепция солнечного зонда Parker с экраном из углеродного композита, который выдерживает температуру 1371C. Изображение: NASA

Космические корабли и спутники способны выдерживать такие колебания, например, Обсерватория солнечной динамики NASA раз в год уходит в тень Земли и  во время этого затмения температура ее солнечных панелей опускается на 158 C. На помощь в этом случае приходят бортовые обогреватели — они допускают падение лишь на полградуса, обеспечивая безопасность электроники.


Художественное концептуальное изображение Обсерватории солнечной динамики на орбите Земли. Изображение: NASA

Кроме того, скафандры космонавтов сконструированы так, чтобы выдерживать температуры от от –157C до 121C. Белый цвет отражает солнце, а внутри находятся специальные обогреватели, чтобы согревать космонавтов в темноте.

Термоядерный синтез

В момент своего появления Вселенная состояла, в основном, из гелия и водорода. Затем в результате слияния звезд и появления сверхновых появились новые химические элементы, в том числе те, который сделали жизнь возможной.

Солнце в своем ядре постоянно сжимает водород и гелий. В результате соединения атомов под огромным давлением и температурой синтезируются новые химические элементы.

ИТЭР — проект международного экспериментального термоядерного реактора типа токамак, который создается для получения термоядерной энергии на Земле. Изображение: ИТЭР

Помимо создания новых элементов, нуклеосинтез высвобождает колоссальное количество энергии, а также фотонов. Этим световым частицам необходимо около 250 тысяч лет, чтобы преодолеть 700 тысяч километров от ядра до поверхности Солнца, а затем всего 8 минут, чтобы пройти 150 млн километров и достичь Земли.

Магнитное пересоединение

Ежедневно вокруг Земли происходят гигантские взрывы. Солнечный ветер воздействует на магнитосферу нашей планеты, в результате чего магнитное поле Земли и Солнца «перепутывается» между собой. В результате этого происходят явления магнитного пересоединения — разрыв и повторное соединение противоположно направленных силовых линий магнитного поля.

Космические корабли NASA MMS вращаются вокруг Земли, пересекая границы ее магнитного поля в поисках событий магнитного пересоединения. Изображение: NASA

Невооруженным глазом это явление, конечно, не увидеть. Но, когда космическое излучение сталкивается с магнитными линиями Земли, магнитосфера отклоняет частицы к полюсам, а мы на Земле можем видеть полярные сияния. Ученые в эти моменты фиксируют магнитные бури.

Звуковые удары

В земных условиях самый простой метод передачи энергии — толчок. Но в космическом пространстве атомы способны передавать энергию, даже не прикасаясь друг к другу — через плазменные волны, а также электрические и магнитные поля.

Подобные звуковые удары наблюдаются в космосе повсюду, например, вокруг сверхновых, извергающих плазменные облака. На Земле же такое возможно крайне редко, если самолет или другой объект развивают скорость, превосходящую звуковую.

Комментарии