Ce temperatură există în spațiul cosmic? Experții nu au răspuns.

Întrebare adresată unui motor de căutare despre temperatura din spațiu generează, în majoritatea cazurilor, răspunsul de –270 de grade Celsius, o valoare extrem de apropiată de zero absolut. Chiar dacă această cifră se răspândește intens pe internet și în cărțile didactice, ea nu reflectă decât o mică porțiune a realității și, în majoritatea situațiilor practice, este complet înșelătoare, subliniază The Conversation.

Înălțime de 400 de kilometri, gazul ionizat care înconjoară Stația Spațială Internațională (ISS) manifestă o agitație echivalentă cu o temperatură de câteva mii de grade Celsius. În ciuda acestei condiții, niciun astronaut care a părăsit Pământul nu a suferit vreodată o scânteie de friptură.

Simultan, carcasa metalică a stației suferă o schimbare bruscă a temperaturii, trecând de la aproximativ +121°C pe suprafața expusă razelor solare la –157°C pe zona în umbră.

Citește șiAceste aparate electrocasnice nu trebuie niciodată conectate la un prelungitor: greșeala banală din bucătărie care poate declanșa un incendiu în casă

În aceeași zonă și în aceeași mică fracțiune de secundă, se regăsesc valori termice extrem de diferite. Pentru a clarifica de ce nu există o temperatură unică în vidul cosmic, trebuie inițial să se explice de ce principiul este atât de simplu pe Pământ.

În încăperea în care vă aflați citind aceste cuvinte, fiecare particulă de aer se deplasează, în medie, la doar 66 de miliardimi de metru înainte de a se lovi brusc cu altă particulă. În doar o secundă, o astfel de particulă experimentează miliarde de coliziuni.

Fiecare coliziune microscopică determină un schimb de energie: moleculele cu viteze mai mari se încetinesc, în timp ce cele cu viteze mai mici se accelerează.

Acest mișcare mecanică continuă duce la fenomenul pe care fizicienii îl numesc echilibru termodin

El generează o temperatură constantă, aplicabilă în mod egal aerului inhalat, pereților camerei și termometrului situat pe perete, pentru că niciunul dintre aceste componente nu are timp să se deformeze termic față de restul mediului.

În zona solului, aerul conține aproximativ 25 de miliarde de miliarde de particule pe fiecare centimetru cub.

În vastul spațiu cosmic, densitatea se reduce în mod dramatic, ajungând la doar câteva particule firave pe centimetru cub.

În acest spațiu extrem de subțire, frecvența coliziunilor scade atât de mult încât procesul de transfer al căldurii se întrerupe complet.

Temperatura își păstrează definiția științifică — măsurarea intensității mișcării particulelor —, însă nu mai poate încălzi sau răci prin contact direct cu un obiect străin.

Separare atinge valori foarte mari în mediile în care mai multe tipuri de particule coexistă fără a se amesteca.

Un exemplu spectaculos a fost documentat între anii 2014 și 2016, când sonda spațială europeană Rosetta a însoțit în periplul său cometa 67P/Ciuriumov-Gherasimenko.

În timp ce nucleul rece al cometei se încălzea în apropierea Soarelui, acesta elibera fluxuri masive de gaz, care ulterior erau ionizate de radiația solară și convertite în plasmă.

Echipamentele de la bordul sondajului nu au identificat o temperatură de referință, în schimb au descoperit o suprapunere autentică a lumilor paralele.

Moleculele fără sarcină, eliberate în mod direct din nucleu, prezentau temperaturi de aproximativ –100 °C, fiind foarte reci. Ionii generați prin ruperea acestor molecule porneau de la aceeași valoare de –100 °C în zona de la gura nucleului și, odată direcționați spre coada cometei, atingeau temperaturi de mii de grade.

Electronii numiți „reci” se aflau la temperaturi între 300 și 3.000 de grade Celsius, în timp ce electronii denumiți „călduți”, păstrând energia dobândită la momentul deconectării, oscila între 20.000 și 100.000 de grade Celsius.

O altă clasă neobișnuită, electronii numiți „fierbinți”, ajungeau la sute de mii de grade. În același timp, sonda Rosetta fluctua între +130 de grade pe suprafețele expuse la lumină și –150 de grade pe zonele în umbră.

Cinci seturi distincte de particule și un satelit artificial au furnizat 6 valori termice diferite, toate obținute în același loc și la aceeași oră.

Cauza pentru care aceste temperaturi nu se nivelează niciodată este evidentă: pentru a echilibra energia, particulele trebuie să se întâlnească reciproc.

Pe Pământ, o moleculă se deplasează la scara nanometri înainte de a se lovi, în timp ce în plasma rarefiată a unei comete, o particulă poate zbura zeci de kilometri fără să întâlnească absolut nimic în cale.

În mediul spațiu, comportamentul termic contrazice principiile cunoscute pe Pământ, iar dintr-o altă perspectivă se constată că temperatură poate varia în funcție de orientarea unui dispozitiv de măsurare.

În spațiu, particulele cu sarcină electrică, precum ionii și electronii, nu se mișcă liber în toate direcțiile; în schimb, ele sunt obligate să urmeze trasee de-a lungul liniilor de câmp magnetic, asemănător modului în care mărgelele se aliniază pe un fir.

Pe linia neperceptibilă a câmpului magnetic, mișcarea particulei se desfășoară liber și rapid, însă în direcție transversală rămâne blocată.

Prin urmare, spațiul nu mai este izotrop, iar caracteristicile sale fizice devin orientare-dependente.

În zonele în care curentul solar strânge magnetosfera Terrei, cercetările arată că particulele pot atinge o temperatură de două ori mai ridicată într-o anumită direcție, comparativ cu axa perpendiculară.

Astrofizicieni consideră că o astfel de realitate elimină valoarea oricărui dispozitiv tradițional. Un satelit orbital ce ar putea furniza doar o singură cifră ar fi neînsemnat științific, necesitând detectoare avansate care să distingă grupurile de particule și să evalueze vibrațiile termice pe fiecare axă spațială.

asimetrie termică extremă nu constituie doar o problemă teoretică, ci și un adevărat cataclism pentru proiectarea vehiculelor spațiale.

Solar Orbiter, lansată de Agenția Spațială Europeană pentru a examina Soarele la o distanță sub o treime din cea a Pământului, are antene electrice lungi de 6 metri care se îndoaie brusc din cauza dilatării termice inegale.

Întrucât fața expusă Soarelui se încinge la cote uriașe în timp ce spatele rămâne rece, antena capătă o formă curbată, fenomen botezat de ingineri „efectul banană”. În punctele de maximă apropiere de stea, vârful antenei se deplasează cu un metru și jumătate față de axul inițial, adică un sfert din lungimea sa totală.

BepiColombo, misiune spațială formată din două sonde, una europeană și alta japoneză, se pregătește pentru o încercare extremă, iar intrarea în orbita finală a planetei Mercur este stabilită pentru 21 noiembrie 2026.

În zona imediată a primului corp orbital al Soarelui, cantitatea de lumină este de unsprezece ori mai mare decât cea măsurată pe Terra.

Suprafața planetei Mercur oscilează de peste 430°C în timpul zilei — o temperatură suficientă pentru a topi plumbul — până la -170°C pe noapte, fiind cea mai severă variație termică dintre toate planetele solide ale Sistemului Solar.

Cercetătorii nu vor determina o temperatură medie a planetei Mercur, ci vor crea hărți ale zecilor de straturi termice care coexistă în vidul din jurul său.

Pentru a atinge acest scop, instrumentele de măsurare de pe bordul BepiColombo vor fi nevoite să reziste în mediul exact în care fierberea și înghețul absolut coexista în același spațiu.