به نقل از «خبرآنلاین»

خورشید به این داغی، چرا فضا اینقدر سرد است؟

تاریخ انتشار: ۳ اسفند ۱۴۰۱ | کد خبر: ۳۷۱۶۸۸۹۳

غزال زیاری- برخلاف زیستگاه ما، کره زمین، دما در منظومه‌شمسی حالتی افراطی دارد. دمای سطح خورشید به‌عنوان بمبی از گاز و آتش، در حدود ۵۵۴۰ درجه سانتیگراد است و هسته آن دمایی در حدود ۱۵.۰۰۰.۰۰۰ درجه سانتیگراد دارد. اما دمای پس‌زمینه کیهان، به‌طرز عجیبی سرد است و وقتی کمی از جو زمین دور می‌شوید، دما به ۲۷۰- درجه سانتیگراد می‌رسد.

بیشتر بخوانید: اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!

این یک پارادوکس بزرگ است که در قسمتی از کهکشان که در همسایگی ماست، دما در حد انجماد است و خورشید، در مرکز منظومه شمسی، همیشه شعله‌ور ! اگر خورشید اینقدر داغ است، پس چرا فضا تا این حد سرد است.

گرمای خورشید چطور به زمین می‌رسد؟

دلیلی منطقی برای این پرسش وجود دارد. حرارت و گرما در کهکشان از طریق تابش و تشعشع منتقل می‌شود؛ به‌صورت موج مادون قرمزی از انرژی که از اجسام داغ‌تر به سمت اجسام سردتر حرکت می‌کند.

این موج‌های تابشی، وقتی در تماس با مولکول‌ها قرار می‌گیرند، آنها را تحریک کرده و باعث گرم‌شدن‌شان می‌شوند.

این دقیقا شیوه انتقال گرما از خورشید به زمین است؛ اما نکته اینجاست که این تابش فقط مولکول‌ها و هر آنچه مستقیما در مسیرش هست را گرم می‌کند و هر چیز دیگری سرد باقی می‌ماند.

طبق اعلام ناسا، مثلا کافی است سیاره عطارد را در نظر بگیرید؛ دمای شبانه در این سیاره حدود ۵۴۰ درجه سانتیگراد سردتر از طول روز و زمانی است که این سیاره در معرض مستقیم تابش نور خورشید قرار دارد.

حالا این را با زمین مقایسه کنید؛ حتی اگر در سایه هم باشید، هوای اطراف شما گرم می‌ماند؛ این اتفاق را حتی در تاریکی شب در برخی فصول نیز حس می‌کنید. این بدین خاطر است که حرارت در سیاره ما، به جای یک شیوه، از سه طریق حرکت می‌کند: انتقال، همرفت و تابش.

وقتی اشعه‌های آفتاب به مولکول‌های جو زمین برخورد کرده و آنها را گرم می‌کنند، این مولکول‌ها انرژی مضاعف‌شان را به مولکول‌های اطراف منتقل می‌کنند. این مولکول‌ها، به همسایه‌های خود برخورد کرده و آنها را گرم می‌کنند. این انتقال حرارت از یک مولکول به مولکولی دیگر، انتقال نامیده می‌شود و این یک واکنش زنجیره‌ای است که مناطقی که خارج از مسیر تابش آفتاب هستند را گرم می‌کند.

چرا فضا گرم نمی‌شود؟

فضا، در حقیقت یک خلاء بزرگ است؛ یعنی کاملا خالی است و مولکول‌های گاز در فضا آنقدر از یکدیگر دور هستند که عملا نمی‌توانند مرتبا با هم برخورد کنند. پس حتی وقتی که تابش خورشید، با امواج مادون قرمز این مولکول‌ها را گرم می‌کند، جابجایی این گرما از طریق انتقال ممکن نخواهد بود.

به صورت مشابه، همرفت (شیوه‌ای از انتقال حرارت که در حضور گرانش اتفاق می‌افتد) در پراکندگی گرما در سراسر زمین اهمیت بالایی دارد ولی در فضا که گرانش صفر است، این اتفاق نیز رخ نمی‌دهد.

الیزابت آبل، مهندس حرارتی در پروژه دارت ناسا، هنگامی که تجهیزات فضایی را برای سفرهای طولانی در فضا آماده می‌کند، به همه این مسائل می‌اندیشد. به گفته او، زمانی که بر روی کاوشگر خورشیدی پارکر کار می‌کرده، همه این مسائل در ذهنش می‌گشته.

همان‌طور که از نام این کاوشگر مشخص است، کاوشگر خورشیدی پارکر، بخشی از ماموریت ناسا برای مطالعه درباره خورشید است. این کاوشگر بر روی بیرونی‌ترین لایه جو خورشید که تاج نامیده می‌شود، قرار گرفته و داده‌ها را جمع‌آوری می‌کند. در آوریل سال ۲۰۲۱، این کاوشکر به فاصله ۱۰.۴۵۰.۰۰۰ کیلومتری خورشید رسید که نزدیک‌ترین فاصله‌ای بود که یک فضاپیما توانست به خورشید نزدیک شود. سپر حرارتی نصب شده برروی یک سمت از این کاوشگر، این امکان را برایش فراهم ‌می‌کرد.

آبل در این باره گفت:«مسئولیت سپر حرارتی این بود که اطمینان حاصل کند که تابش‌های خورشیدی تحت هیچ شرایطی به کاوشگر برخورد نمی‌کند.» زمانی که سپر حرارتی به دمای بسیار بالایی می‌رسد، (حدود ۱۲۰ درجه سلسیوس)، دمای خود کاوشگر به‌مراتب پائین‌تر است (حدود ۱۵۰- درجه سلسیوس).

بیشتر بخوانید: تکه‌ای از اتمسفر زمین که دردسرساز شده‌است/ دمای این سیاره نزدیک به ۵۰۰ درجه است!

آبل که مهندس حرارتی پیشرو DART است (یک فضاپیمای کوچک که برای برخورد با یک سیارک طراحی شده بود تا آن را از مسیر خارج کند)، گام‌هایی عملی برای مدیریت دمای اعماق فضا بر می‌دارد.

تغییرات شدید دما بین فضا با دمایی بسیار پائین و گرمای جوشان خورشید، چالش‌های منحصر به فردی را ایجاد می‌کند. بخش‌هایی از این فضاپیما برای آنکه به اندازه کافی خنک بماند تا اتصال کوتاه ایجاد نشود، به اقدامات کمکی نیاز داشتند ولی دیگر بخش‌ها، به عناصر گرمایشی نیاز داشتند تا به اندازه کافی گرم مانده تا بتوانند به عملکردشان ادامه دهند.

آماده شدن برای تغییرات دمایی صدها درجه‌ای، شاید حیرت‌آور به نظر برسد ولی این دقیقا همان چیزی است که در فضا اتفاق می‌افتد.

داستان عجیب و غریب واقعی در کره زمین در جریان است: در بین سرمای شدید و گرمای آتشین حاکم بر فضا، ما در سیاره‌ای زندگی می‌کنیم که جو آن، شرایط را به‌طرز حیرت‌آوری ملایم و باثبات نگه می‌دارد. دست کم در شرایط فعلی!

منبع: popsci

۵۸۵۸

کد خبر 1733833

منبع: خبرآنلاین

کلیدواژه: خورشید فضاپیما گرمایش جهانی سرما فعالیت فضایی درجه سانتیگراد مولکول ها

درخواست حذف خبر:

«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت www.khabaronline.ir دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «خبرآنلاین» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۷۱۶۸۸۹۳ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.

با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.

خبر بعدی:

ساخت یک شعله سه بعدی از سیاهچاله با استفاده هوش مصنوعی

دانشمندان از هوش مصنوعی برای ساخت مدلی سه بعدی از انفجار انرژی یا شعله استفاده کردند که در اطراف سیاهچاله مرکزی در کهکشان راه شیری "Sagittarius" (Sgr A*) رخ داده است. 

این نمونه سه بعدی می‌تواند به دانشمندان در توسعه تصویری واضح‌تر از محیط متلاطمی که به طور کلی در اطراف سیاهچاله‌ها شکل می‌گیرد، کمک کند.

ماده‌ای که به دور Sagittarius A* می‌چرخد در ساختاری مسطح به نام «دیسک برافزایشی» قرار دارد که می‌تواند به صورت دوره‌ای مشتعل شود.

این شعله‌ها در طیف وسیعی از طول‌موج‌های نور، از پرتو‌های ایکس پرانرژی گرفته تا امواج مادون قرمز و رادیویی کم‌انرژی رخ می‌دهند.

شبیه‌سازی‌های ابررایانه‌ای نشان می‌دهد که شعله‌ای که توسط آرایه میلی‌متری/زیر میلی‌متری آتاکاما (ALMA) در ۱۱ آوریل ۲۰۱۷ مشاهده شد، از دو نقطه روشن از مواد متراکم در قرص برافزایشی Sagittarius A*، که هر دو رو به زمین هستند، سرچشمه می‌گیرد.

این نقاط روشن به دور سیاهچاله‌ای عظیم می‌چرخند که جرم آن حدود ۴.۲ میلیون برابر جرم خورشید است، در حالی که حدود نیمی از فاصله زمین و خورشید که حدود ۴۷ میلیون مایل (۷۵ میلیون کیلومتر) است از هم جدا شده است.

بازسازی این شعله‌های سه‌بعدی از داده‌های رصدی آسان نیست، به گونه‌ای که این تیم به رهبری آویاد لویس، دانسمند موسسه تکنولوژی کالیفرنیا، یک تکنیک تصویربرداری جدید به نام «توموگرافی قطبی مداری» را پیشنهاد کردند. این روش هیچ تفاوتی با توموگرافی کامپیوتری پزشکی یا سی تی اسکن که در بیمارستان‌های سراسر جهان انجام می‌شود ندارد.

قوس A* در قلب کهکشان راه شیری قرار دارد و آن را به نزدیکترین سیاهچاله ابرپرجرم و کاندیدای اصلی برای مطالعه چنین شعله‌هایی تبدیل می‌کند.

دانشمندان برای دستیابی به نتایج خود، به فیزیک از نظریه گرانش و نسبیت عام آلبرت انیشتین در سال ۱۹۱۵ نگاه کردند، سپس آن مفاهیم را در مورد سیاهچاله‌های عظیم الجثه در یک شبکه عصبی به کار برده و برای ایجاد مدل Sgr A* استفاده کردند.

منبع: الیوم السابع

باشگاه خبرنگاران جوان علمی پزشکی علوم فضایی و نجوم