Pět podivných věcí, které se dějí ve vesmíru
Nemusíte být raketový vědec, abyste věděli, že vesmír je divný. Ale jak moc divný, to vás možná překvapí. Vesmír ovládají neviditelné elektromagnetické síly, které obvykle necítíme. Je také plný bizarních typů hmoty, se kterými se na Zemi nikdy nesetkáme, píše server agentury NASA.
Zde je pět nadpozemských věcí, které se odehrávají téměř výhradně ve vesmíru.
Plazma
Na Zemi je hmota složená ze tří stavů: pevného, kapalného nebo plynného. Ve vesmíru je však 99,9 % běžné hmoty ve zcela jiné formě, v plazmatu. Tato látka, složená z volných iontů a elektronů, se nachází v nabitém stavu mimo plyn, který vzniká při zahřátí hmoty na extrémní teplotu nebo při průchodu silného elektrického proudu.
Přestože s plazmatem přicházíme do styku jen zřídka, vidíme ho neustále. Všechny hvězdy na noční obloze včetně Slunce jsou z větší části tvořeny plazmou. Občas se objevuje i na Zemi v podobě blesků a neonových nápisů. Na rozdíl od plynu, kde se jednotlivé částice chaoticky přibližují, může plazma působit celistvě. Jednak vede elektřinu, jednak na ni působí elektromagnetické pole, které funguje pod stejnou silou, díky níž se magnety drží na vaší ledničce. Tato pole mohou řídit pohyb nabitých částic v plazmatu a vytvářet vlny, které částice urychlují na obrovské rychlosti.
Vesmír překypuje takovými neviditelnými magnetickými poli, která formují dráhy plazmatu. Kolem Země působí stejné magnetické pole, díky němuž kompasy ukazují sever, a usměrňuje plazmu v prostoru kolem naší planety. Na Slunci magnetické pole spouští sluneční erupce a řídí výtrysky plazmatu, známé jako sluneční vítr, které putují napříč sluneční soustavou. Když sluneční vítr dorazí k Zemi, může být hnacím motorem energetických procesů, jako jsou polární záře a kosmické počasí, které, pokud je dostatečně silné, může poškodit satelity a telekomunikace.
Foto: NASA
Extrémní teploty
Od Sibiře až po Saharu se na Zemi vyskytuje rozsáhlá škála teplot. Existují záznamy o teplotách až 57°C a až -89°C. To, co na Zemi považujeme za extrémní, je však ve vesmíru průměrné. Na planetách bez izolační atmosféry teploty ve dne a v noci divoce kolísají. Na Merkuru se pravidelně vyskytují dny o teplotě 449 °C a mrazivé noci o teplotě -171 °C.
V samotném vesmíru se u některých kosmických lodí vyskytují teplotní rozdíly až 33 °C jen mezi jejich sluncem osvětlenou a stinnou stranou. To je jako kdyby vám v horkém letním dni zamrzla sklenice vody ve stínu! Parkerova sluneční sonda NASA při nejtěsnějším přiblížení ke Slunci zaznamená teplotní rozdíly přesahující 2 000 stupňů.
Satelity a přístroje, které NASA vysílá do vesmíru, jsou pečlivě navrženy tak, aby těmto extrémům odolaly. NASA Solar Dynamics Observatory tráví naprostou většinu času na přímém slunečním světle, ale několikrát do roka její oběžná dráha přechází do zemského stínu. Během tohoto kosmického spojení, jinak známého jako zatmění, klesne teplota solárních panelů obrácených ke Slunci o 158 °C. Palubní ohřívače se však zapnou, aby elektronika a přístroje zůstaly v bezpečí, protože dovolí pokles pouze o půl stupně.
Stejně tak jsou skafandry astronautů konstruovány tak, aby vydržely teploty od -157°C do 121°C. Skafandry jsou bílé, aby odrážely světlo při pobytu na slunci a po celé vnitřní ploše jsou umístěna topná tělesa, která udržují astronauty v teple i ve tmě. Jsou také navrženy tak, aby poskytovaly stálý tlak a kyslík a odolávaly poškození mikrometeority a ultrafialovým zářením Slunce.
Foto: NASA
Vesmírná alchymie
Právě teď Slunce ve svém jádru stlačuje vodík na helium. Tento proces spojování atomů za obrovského tlaku a teploty, při kterém vznikají nové prvky, se nazývá fúze. Když se vesmír zrodil, obsahoval převážně vodík a helium, a navíc ještě pár dalších lehkých prvků. Fúze ve hvězdách a supernovách od té doby dodala vesmíru více než 80 dalších prvků, z nichž některé umožňují život.
Slunce a další hvězdy jsou vynikajícími stroji na fúzi. Každou sekundu Slunce sloučí asi 600 milionů tun vodíku. To je 102krát více než hmotnost Velké pyramidy v Gíze. Spolu se vznikem nových prvků se při fúzi uvolňuje obrovské množství energie a světelných částic zvaných fotony. Těmto fotonům trvá přibližně 250 000 let, než si ze slunečního jádra prorazí cestu dlouhou 700 000 kilometrů, aby se dostaly na viditelný povrch Slunce. Poté světlu trvá pouhých osm minut, než urazí 150 milionů kilometrů k Zemi.
Štěpení, opačná jaderná reakce, při níž se těžké prvky štěpí na menší, bylo poprvé prokázáno v laboratořích ve 30. letech 20. století a dnes se využívá v jaderných elektrárnách. Energie uvolněná při štěpení může způsobit kataklyzmatický výbuch. Pro dané množství hmoty je však stále několikanásobně menší než energie vzniklá při fúzi. Vědci však zatím nepřišli na to, jak plazmu ovládat tak, aby z fúzních reakcí vznikala energie.
Foto: NASA
Magnetické exploze
V prostoru kolem Země dochází každý den k obrovským explozím. Když sluneční vítr, proud nabitých částic ze Slunce, tlačí na magnetické prostředí, které obklopuje a chrání Zemi a magnetosféru, zamotává magnetická pole Slunce a Země. Nakonec se magnetické siločáry přetrhnou a vyrovnají, čímž odstřelí blízké nabité částice. Tato explozivní událost se nazývá magnetická rekonexe.
Přestože magnetickou rekonexi nemůžeme vidět pouhýma očima, můžeme pozorovat její účinky. Občas se některé z rozrušených částic dostanou do horních vrstev zemské atmosféry, kde vyvolávají polární záře.
K magnetické rekonexi dochází v celém vesmíru všude tam, kde dochází ke zkroucení magnetických polí. Mise NASA, jako je například mise Magnetospheric Multiscale, měří rekonexe v okolí Země, což vědcům pomáhá pochopit rekonexe tam, kde je jejich studium obtížnější, například v erupcích na Slunci, v oblastech kolem černých děr a v okolí jiných hvězd.
Foto: NASA
Nadzvukové nárazy
Na Zemi je snadný způsob přenosu energie, když do něčeho strčíte. Často se tak děje prostřednictvím nárazů, například když vítr způsobí kymácení stromů. Ve vesmíru si však částice mohou předávat energii, aniž by se dotkly. Tento zvláštní přenos probíhá v neviditelných strukturách známých jako rázy.
V nárazech se energie přenáší prostřednictvím plazmových vln a elektrických a magnetických polí. Představte si částice jako hejno ptáků, kteří spolu letí. Pokud se zvedne zadní vítr a tlačí ptáky kupředu, letí rychleji, i když to nevypadá, že by je něco pohánělo kupředu. Částice se chovají podobně, když se náhle setkají s magnetickým polem. Magnetické pole je může v podstatě popohnat vpřed.
Rázové vlny mohou vznikat, když se věci pohybují nadzvukovou rychlostí – tedy rychleji než rychlost zvuku. Pokud nadzvukové proudění narazí na nehybný objekt, vytvoří se tzv. příďová rázová vlna, ne nepodobná příďové vlně, která vzniká na přídi lodi zakotvené v prudkém proudu. Jeden takový příďový ráz vytváří sluneční vítr, když naráží do magnetického pole Země.
Rázy se objevují i jinde ve vesmíru, například v okolí aktivních supernov vyvrhujících oblaka plazmatu. Ve vzácných případech mohou otřesy dočasně vznikat i na Zemi. K tomu dochází, když střely a letadla letí rychleji než rychlost zvuku.
Všech pět těchto zvláštních jevů je ve vesmíru běžných. Ačkoli některé z nich lze reprodukovat ve speciálních laboratorních situacích, většinou se s nimi za běžných okolností zde na Zemi nesetkáme. NASA tyto podivné jevy ve vesmíru studuje, aby vědci mohli analyzovat jejich vlastnosti a získat tak informace o složité fyzice, která je základem fungování našeho vesmíru.
Zdroj: nasa.gov