ما هو أبرد مكان في النظام الشمسي؟

الفضاء بارد للغاية. تبلغ درجة الحرارة الأساسية للفضاء الخارجي 2.7 كلفن - 454.81 درجة فهرنهايت تحت الصفر، أو 270.45 درجة مئوية تحت الصفر - وهذا يعني أنها أعلى بقليل من الصفر المطلق، وهي النقطة التي تتوقف عندها الحركة الجزيئية. لكن هذه الحرارة ليست ثابتة في جميع أنحاء النظام الشمسي. إن ما يسمى بالفضاء "الفارغ" - على الرغم من أنه ليس فارغًا في الواقع - أبرد بكثير من الكواكب أو الأقمار أو الكويكبات، على سبيل المثال، لأنه لا يوجد (عمليًا) أي شيء يمتص الطاقة القادمة من الشمس. إذن، باستثناء الفضاء "الفارغ" العادي، ما هو أبرد مكان في النظام الشمسي؟ وكيف تقارن درجات الحرارة هناك بدرجات الحرارة على الأرض؟

قياس الفضاء

أولاً، دعونا نأخذ لحظة لنتأمل بالضبط كيف يتم قياس درجات الحرارة الكونية. قال إيان كروفورد، أستاذ علم الكواكب وعلم الأحياء الفلكية في بيركبيك، جامعة لندن في المملكة المتحدة، لموقع لايف ساينس في رسالة بالبريد الإلكتروني: "يمكن قياس درجات الحرارة من خلال مراقبة شدة الأشعة تحت الحمراء والميكروويف المنبعثة من الأسطح. وفي غياب مثل هذه القياسات، يمكن تقدير درجات الحرارة بناءً على كمية ضوء الشمس التي تتلقاها". ومع ذلك، فإن أخذ القياسات الكونية ليس دائمًا بسيطًا. وفقًا لدون بولاكو، أستاذ علم الفلك في جامعة وارويك في المملكة المتحدة، "لا يوجد شيء واضح في علم الفلك، ويرجع ذلك أساسًا إلى أنك دائمًا تراقب، بدلاً من التفاعل". لذا، على الرغم من وجود طرق دقيقة لقياس درجات الحرارة في الفضاء، سيكون هناك دائمًا مجال للتحسين. قال بولاكو: "درجات الحرارة تقديرات. تعتمد الأرقام التي تحسبها على مدى جودة افتراضاتك حقًا ومدى تفصيل النموذج الفيزيائي الذي تستخدمه". لذا، مع وضع هذه النقاط في الاعتبار، ما هو أبرد مكان في النظام الشمسي، على الأقل وفقًا للبيانات الحالية؟ ربما يكون بلوتو، نظرًا لبعده عن الشمس؟ في الواقع، قد يكون أبرد مكان أقرب إلى المنزل.

إلى القمر

في عام 2009، قدمت مركبة الاستطلاع القمري، وهي مركبة فضائية آلية تابعة لوكالة ناسا مصممة لمساعدة العلماء على فهم الظروف على القمر بشكل أفضل، بيانات تشير إلى أن "الفوهات المظللة" في القطب الجنوبي للقمر قد تكون أبرد مكان في النظام الشمسي. وقد عزز هذه النظرية لاحقًا طالب الدراسات العليا باتريك أوبراين ومستشاره شين بيرن، باحثو الكواكب في جامعة أريزونا. خلال محاضرة في مؤتمر علوم القمر والكواكب لعام 2022، اقترح أوبراين وبيرن أن فوهات القمر "المظللة مرتين" قد تكون بالفعل "أبرد المواقع في النظام الشمسي". وفقًا لأوبراين وبيرن، يمكن اعتبار الحفرة مظللة مرتين 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 المنبعث من تلك الأسطح الدافئة". وأضاف بولاكو أن الفوهات "المظللة بشكل مزدوج" "تتمتع بحواف عالية بما يكفي بحيث لا يصل ضوء الشمس إلى أرضية الفوهة"، وهذا هو السبب في أنها باردة للغاية. وتشير أبحاث أوبراين وبيرن إلى أنه نظرًا لأن هذه "المناطق المظللة بشكل دائم" كانت "محمية" من الإضاءة الشمسية لمليارات السنين، فإن فوهاتها قد تحتوي على "مصائد باردة دقيقة" تحتوي "ليس فقط على جليد الماء، ولكن أيضًا على مركبات وعناصر أكثر تطايرًا"، مثل ثاني أكسيد الكربون وأول أكسيد الكربون والدينيتروجين والأرجون. ووفقًا لأوبراين وبيرن، يُقدر أن درجة حرارة هذه الفوهات تبلغ حوالي 25 كلفن (ناقص 414.67 فهرنهايت، أو ناقص 248.15 درجة مئوية)، ولكنها قد تكون أكثر برودة. ويثق كروفورد في صحة البحث. "أنا متأكد من أن هذه هي أبرد درجات الحرارة في النظام الشمسي الداخلي [من عطارد إلى المريخ] وأيضًا أبرد من متوسط ​​درجة حرارة سطح بلوتو المقدرة"، كما قال. يبلغ متوسط ​​درجة حرارة سطح بلوتو، في السياق، 40.4 كلفن، وهو ما يعادل -386.95 فهرنهايت أو -232.75 درجة مئوية، وفقًا لوكالة ناسا. ومع ذلك، قال كروفورد إن هذه الفوهات القمرية ذات الظل المزدوج قد لا تكون باردة مثل سحابة أورت، وهي غلاف من الحطام الفضائي الجليدي يقع بعيدًا عن مدار نبتون. وأشار إلى أن التمييز يعتمد على ما إذا كنا ندرج سحابة أورت عند مناقشة النظام الشمسي. تعتبر سحابة أورت في آن واحد "المنطقة الأكثر بعدًا في نظامنا الشمسي" من قبل وكالة ناسا، ولكنها أيضًا "خارج" نظامنا الشمسي.

مقارنات الأرض

على الأرض، حتى أبرد درجات الحرارة وأكثرها قسوة في القارة القطبية الجنوبية أعلى بكثير من فوهات القمر أو سحابة أورت. كانت أبرد درجة حرارة أرضية تم تسجيلها على الإطلاق - والتي تم تسجيلها في 21 يوليو 1983، في محطة أبحاث فوستوك الروسية في القارة القطبية الجنوبية - 128.6 فهرنهايت تحت الصفر (89.2 درجة مئوية تحت الصفر)، وفقًا لأرشيف الطقس والمناخ العالمي التابع للمنظمة العالمية للأرصاد الجوية. ومع ذلك، فقد ابتكر العلماء بشكل مصطنع درجات حرارة 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 مختبر: وهي درجة حرارة باردة للغاية بلغت 459.67 فهرنهايت تحت الصفر (273.15 درجة مئوية تحت الصفر)، والتي حققوها عن طريق "إسقاط غاز ممغنط على ارتفاع 393 قدمًا (120 مترًا) أسفل برج". ولكن عندما يتعلق الأمر بدرجات الحرارة التي تحدث بشكل طبيعي، فمن المرجح للغاية أن تتمتع الأجزاء الأكثر ظلاماً وظلالاً في قمرنا بأدنى درجة حرارة في نظامنا الشمسي - وهذا يتوقف، بالطبع، على كيفية اختيارك لتصنيف سحابة أورت.