ما هو ابرد مكان في المجموعة الشمسية؟

ما هو ابرد مكان في المجموعة الشمسية؟

رسم توضيحي رقمي للنظام الشمسي. 

وكيف يقارن ابرد مكان في المجموعة الشمسية ؟

الفضاء بارد جدا جدا. تبلغ درجة حرارة خط الأساس للفضاء الخارجي 2.7 درجة كلفن - ناقص 454.81 درجة فهرنهايت ، أو سالب 270.45 درجة مئوية - مما يعني أنه بالكاد أعلى من الصفر المطلق ، وهي النقطة التي تتوقف عندها الحركة الجزيئية. 

لكن درجة الحرارة هذه ليست ثابتة في جميع أنحاء النظام الشمسي . ما يسمى بالفضاء "الفارغ" - على الرغم من أنه ليس فارغًا في الواقع - فهو أبرد بكثير من الكواكب أو الأقمار أو الكويكبات ، على سبيل المثال ، لأنه لا يوجد (عمليًا) ما يمتص الطاقة القادمة من الشمس.

إذاً ، باستثناء الفضاء "الفارغ" العادي ، ما هو ابرد مكان في المجموعة الشمسية ؟ وكيف تقارن بدرجات الحرارة على الأرض؟ 

قياس المساحة

أولاً ، دعنا نتوقف لحظة لنفكر بالضبط في كيفية قياس درجات الحرارة الكونية . 

قال إيان كروفورد ، أستاذ علوم الكواكب وعلم الأحياء الفلكي في بيركبيك ، جامعة لندن في المملكة المتحدة: "يمكن قياس درجات الحرارة من خلال مراقبة كثافة الأشعة تحت الحمراء والميكروويف المنبعثة من الأسطح". "في حالة عدم وجود مثل هذه القياسات ، يمكن تقدير درجات الحرارة على أساس كمية ضوء الشمس التي تتلقاها."

ومع ذلك ، فإن أخذ القياسات الكونية ليس بالأمر السهل دائمًا. وفقًا لدون بولاكو ، أستاذ علم الفلك بجامعة وارويك في المملكة المتحدة ، "لا يوجد شيء واضح على الإطلاق في علم الفلك ، ويرجع ذلك أساسًا إلى أنك تراقب دائمًا ، بدلاً من التفاعل." 

لذلك ، على الرغم من وجود طرق دقيقة لقياس درجات الحرارة في الفضاء ، سيكون هناك دائمًا مجال للصقل. وقال بولاكو "درجات الحرارة تقديرية". "تعتمد الأرقام التي تحسبها على مدى جودة افتراضاتك حقًا ومدى تفصيل النموذج المادي الذي تستخدمه."

إذن ، مع وضع هذه النقاط في الاعتبار ، ما هو أبرد مكان في النظام الشمسي ، على الأقل وفقًا للبيانات الحالية؟ ربما بلوتو ، بالنظر إلى بعده عن الشمس ؟

في الواقع ، قد يكون المكان الأكثر برودة أقرب بكثير من المنزل.

إلى القمر

في عام 2009 ، قدمت المركبة الفضائية Lunar Reconnaissance Orbiter ، وهي مركبة فضائية روبوتية تابعة لوكالة ناسا مصممة لمساعدة العلماء على فهم الظروف على القمر بشكل أفضل ، بيانات تشير إلى أن " الحفر المظللة" في القطب الجنوبي للقمر يمكن أن تكون أبرد مكان في النظام الشمسي.

تم تعزيز هذه النظرية لاحقًا من قبل طالب الدراسات العليا باتريك أوبراين ومستشاره شين بيرن ، باحثو الكواكب في جامعة أريزونا. خلال حديث في مؤتمر علوم الكواكب والقمر لعام 2022 ، اقترح أوبراين وبيرن أن حفر القمر "المظللة بشكل مضاعف" يمكن أن تكون بالفعل "أبرد الأماكن في النظام الشمسي".

وفقًا لأوبراين وبيرن ، يمكن اعتبار الحفرة مظللة بشكل مضاعف إذا كانت "محمية ليس فقط من الإضاءة الشمسية المباشرة ولكن أيضًا من مصادر التسخين الثانوية" ، مثل "الإشعاع الشمسي المنعكس عن المناطق المضيئة القريبة بالإضافة إلى الإشعاع الحراري المنبعثة من تلك الأسطح الدافئة ".

رسم توضيحي لحزام كويبر وسحابة أورت فيما يتعلق بنظامنا الشمسي. تم النشر في 11 ديسمبر 2009 بواسطة وكالة ناسا.

وأضاف بولاكو أن الفوهات "المظللة بشكل مضاعف" لها حواف عالية بما يكفي بحيث لا يصل ضوء الشمس إلى أرضية الفوهة "، وهذا هو سبب برودة هذه الفوهات. 

تشير أبحاث أوبراين وبيرن إلى أنه نظرًا لأن هذه "المناطق المظللة بشكل دائم" كانت "محمية" من الإضاءة الشمسية لمليارات السنين ، يمكن أن تحتوي فوهاتها على "مصائد صغيرة باردة" لا تحتوي على "جليد مائي فحسب ، بل تحتوي أيضًا على المزيد المركبات والعناصر المتطايرة ، "مثل ثاني أكسيد الكربون وأول أكسيد الكربون والنيتروجين والأرجون.

وفقًا لأوبراين وبايرن ، تقدر درجات حرارة هذه الفوهات بحوالي 25 درجة كلفن (ناقص 414.67 فهرنهايت أو سالب 248.15 درجة مئوية) ، لكنها قد تكون أكثر برودة.

كروفورد واثق من صحة البحث. وقال "أنا متأكد من أن هذه هي أبرد درجات الحرارة في النظام الشمسي الداخلي [من عطارد إلى المريخ] وأيضًا أكثر برودة من متوسط ​​درجة حرارة سطح بلوتو".

متوسط ​​درجة حرارة سطح بلوتو ، بالنسبة للسياق ، هو 40.4 كلفن ، وهو سالب 386.95 فهرنهايت أو ناقص 232.75 درجة مئوية ، وفقًا لوكالة ناسا .

ومع ذلك ، فإن هذه الفوهات القمرية المظللة بشكل مضاعف قد لا تكون باردة مثل سحابة أورت ، وهي عبارة عن غلاف من الحطام الفضائي الجليدي يقع بعيدًا عن مدار نبتون ، على حد قول كروفورد. وأشار إلى أن التمييز يعتمد على ما إذا كنا نقوم بتضمين سحابة أورت عند مناقشة النظام الشمسي.

تعتبر سحابة أورت في وقت واحد "المنطقة الأبعد في نظامنا الشمسي" من قبل وكالة ناسا ، ولكنها أيضًا "خارج" نظامنا الشمسي . يعني هذا الافتقار إلى الوضوح أنه يُنظر إليه أحيانًا على أنه جزء من النظام الشمسي ، وفي حالات أخرى يُعرَّف على أنه الحد الفاصل بين نظامنا الشمسي والفضاء بين النجوم. وفقًا لموقع ThePlanets.org ، تعتبر سحابة أورت "مرتبطة بشكل غير محكم بالنظام الشمسي" .

وفقًا لجامعة نورث وسترن في إلينوي ، يمكن أن تكون درجات الحرارة في سحابة أورت باردة مثل 5 درجات كلن (ناقص 450.67 فهرنهايت أو ناقص 268.15 درجة مئوية) ، والتي ستكون أكثر برودة بكثير من أي درجة حرارة موجودة على القمر. 

ومع ذلك ، إذا لم نقم بتضمين سحابة أورت ، فمن المحتمل جدًا العثور على أبرد مكان في النظام الشمسي في أقرب جار سماوي لنا.

مقارنات الأرض

على الأرض ، حتى أبرد درجات حرارة القطب الجنوبي وأكثرها قسوة هي أكثر دفئًا من فوهات القمر أو سحابة أورت. كانت أبرد درجة حرارة أرضية تم تسجيلها على الإطلاق - تم تسجيلها في 21 يوليو 1983 ، في محطة أبحاث فوستوك الروسية في أنتاركتيكا - أقل من 128.6 فهرنهايت (ناقص 89.2 درجة مئوية) ، وفقًا لأرشيف المناخ العالمي والطقس المتطرف التابع للمنظمة العالمية للأرصاد الجوية .

ومع ذلك ، فقد أنشأ العلماء درجات حرارة اصطناعية أقل من تلك التي تحدث بشكل طبيعي على الأرض ، في فوهات القمر أو حتى في سحابة أورت. في العام الماضي ، حطم فريق من الباحثين الألمان الرقم القياسي لأبرد درجة حرارة تم الوصول إليها في المختبر: درجة حرارة منخفضة تبلغ 459.67 فهرنهايت (ناقص 273.15 درجة مئوية) ، والتي حققوها من خلال "إسقاط غاز ممغنط 393 قدمًا (120 مترًا) أسفل برج".

ولكن عندما يتعلق الأمر بدرجات الحرارة التي تحدث بشكل طبيعي ، فإن أكثر فترات الاستراحة المظلمة والمظلمة لقمرنا تبدو على الأرجح أنها تفتخر بأدنى درجة حرارة في نظامنا الشمسي - اعتمادًا ، بالطبع ، على كيفية اختيارك لتصنيف سحابة أورت.