Температура в космосе является одним из наиболее интересных аспектов астрономии и физики, поскольку она влияет на все, что связано с существованием и формированием небесных тел.
Средняя температура области космоса, находящегося по близости от нашей планеты, составляет 283,32 Кельвина, что эквивалентно 10,17 °C. Однако в пустом межзвездном пространстве следствие безвоздушного вакуума наблюдается более низкая температура, всего 3 Кельвина (–270,15 °C), почти достигающая абсолютного нуля (-273,15 °C). Этим мы подтверждаем, что открытый космос действительно является одним из самых холодных мест во Вселенной, и это знание открывает перед нами множество вопросов о физике и природе нашей Вселенной.Как измеряется температура в космосе?
Астрономы применяют различные методы для измерения температуры космоса на огромных расстояниях, часто в триллионах километров от Земли. Основным способом определения температуры является анализ электромагнитного излучения, испускаемого звездами и другими астрономическими объектами. Каждая звезда излучает свет, имеющий цвет, который отражает её температуру. Например, более горячие звезды будут испускать свет с более высокой энергией и короткой длиной волны.
Однако низкие температуры, такие как в межзвёздном пространстве, в основном существуют в инфракрасном диапазоне, а не в видимом спектре. Поэтому астрономам необходимо использовать оптические фильтры, которые способны выделить определённые цвета и затем сравнить интенсивность этих цветов для определения температурных значений.
Когда речь идет о планетах, их температуры также могут быть определены с учётом окружающих факторов, таких как температура ближайшей звезды и влияние атмосферы. Например, парниковый эффект может сказываться на общем тепловом балансе планеты, и астрономы должны учитывать такие параметры, как количество отраженного света от поверхности планеты и её удаленность от светила.
Самое холодное место во Вселенной: туманность Бумеранг
Среди наиболее известных холодных мест во Вселенной выделяется туманность Бумеранг, расположенная примерно в 5000 световых лет от Земли в созвездии Центавра. Это молодая планетарная туманность, в центре которой находится умирающая красная гигантская звезда. В процессе термического распада звезда потеряла большую массу, что привело к выбросу газа с огромной скоростью — примерно 164 километра в секунду. Эти процессы создали крайне холодную область, температура которой составляет около –272 °C. Астрономы даже сравнивают это место с «космическим холодильником», поскольку оно является известным рекордсменом по низким температурами в межзвёздном пространстве.
Почему же в космосе так холодно?
Несмотря на наличие горячих частей космоса, температура в целом остается довольно низкой по нескольким причинам. Во-первых, существует микроволновое фоновое излучение (CMB), которое представляет собой остаток энергии, возникшей во время Большого взрыва, и оценивается примерно в 2,7 Кельвина (–270,5 °C). Хотя горячие участки космоса, такие как области, насыщенные газом между звёздами, могут достигать десятков миллионов градусов благодаря солнечному ветру и другим явлениям, средняя температура остаётся ниже.
К тому же, космос расширяется, что приводит к снижению температуры CMB. Отсутствие проводимости и конвекции — процессов, через которые передается энергия — также играет важную роль в низкой температуре космоса. В пустом пространстве отсутствуют вещества, способные передавать тепло, и тепло распространяется медленно только за счет радиационного излучения.
Температура в атмосфере Земли и её влияние
По мере удаления от поверхности Земли температура в атмосфере изменяется. С увеличением высоты слои атмосферы становятся тоньше, и защита от солнечного излучения уменьшается. Мы можем выделить несколько слоев атмосферы, каждый из которых имеет свои температурные характеристики. Например, в тропосфере температура варьируется от 17 °C у поверхности до –51 °C на верхней границе. Стратосфера, находящаяся выше тропосферы, имеет диапазон от –51 °C до –15 °C, а в мезосфере температура может опускаться до –120 °C. Наивысшая температура наблюдается в термосфере, где она может превышать 2000 °C.
Таким образом, атмосфера не только защищает Землю от вредного космического излучения, но и влияет на климат и погоду. Этот температурный профиль также показывает, как различные слои атмосферы улавливают и распределяют тепло.
Температуры на планетах солнечной системы
Каждая планета в Солнечной системе имеет свои температурные характеристики, которые зависят от расстояния до Солнца и атмосферных условий. Например, несмотря на то, что Меркурий находится ближе всего к Солнцу, его температура составляет 167 °C. Это объясняется отсутствием значительной атмосферы, способной удерживать тепло. Напротив, Венера, находящаяся дальше, имеет температуру около 464 °C из-за сильного парникового эффекта.
Земля, как планета, способная поддерживать жизнь, имеет среднюю температуру 15 °C, тогда как Марс, расположенный еще дальше, имеет температуру в среднем –65 °C. Гигантские планеты, такие как Юпитер и Сатурн, имеют температуру около –110 °C и –140 °C соответственно. Ледяные гиганты, такие как Уран и Нептун, имеют даже более низкие температуры, достигая –195 °C и –200 °C. Плутон, карликовая планета, находится на среднем уровне –225 °C, что подчеркивает разнообразие температурных условий в нашей солнечной системе.
Температура в околоземном космосе
Международная космическая станция (МКС) располагается вблизи Земли, где температура меняется в зависимости от экспозиции солнечным лучам. На освещенной стороне температура может достигать 121 °C, тогда как на теневой стороне она может опускаться до –157 °C. Это связано с тем, что в космосе практически отсутствует атмосфера, что приводит к быстрым колебаниям температур. В то же время температура внутри станции поддерживается в комфортном диапазоне от 18 до 23 °C для проживания астронавтов.
Для работы в условиях открытого космоса скафандры астронавтов оснащены специализированной теплоизоляцией и системами обогрева, которые помогают поддерживать необходимую температуру тела. Сложные конструкции скафандров, состоящие из 16 слоев различных тканей, обеспечивают защиту от резких температурных изменений.
Заключение
Температура в космосе — это удивительный и сложный феномен, который невозможен без взаимодействия множества факторов, от расстояния до звезды до состояния атмосфер планет. Изучение температуры в космическом пространстве позволяет нам лучше понять природу самой Вселенной и её множество необычных явлений. Проблема низкой температуры открытого космоса становится особенно актуальной, когда мы начинаем исследовать более глубокие вопрос насчет формирования планет и звёзд, а также о существовании жизни за пределами Земли.
Статья Температура в космосе: почему там так холодно? автора Екатерина Ларина была написана и впервые опубликована на сайте Бесарте.ру.
Свежие комментарии