سردترین نقطه منظومه شمسی آن‌قدرها از ما دور نیست!

تردیدی نیست که فضا خیلی خیلی سرد است. دمای پایه فضای بیرونی حدود منفی ۲۷۰.۴۵ درجه سانتیگراد است؛ یعنی تنها کمی بالاتر از صفر مطلق (نقطه‌ای که حرکت مولکولی در آن متوقف می‌شود).

البته باید این را مدنظر داشت که این دما در سراسر منظومه شمسی ثابت نیست. خود محیط فضای به‌اصطلاح خالی (گرچه درواقع خالی نیست) به‌مراتب سردتر از سیارات، قمرها یا سیارک‌ها است؛ چراکه در فضا عملاً چیزی برای جذب انرژی خورشیدی وجود ندارد.

اما حالا بدون در نظر گرفتن فضا، می‌خواهیم به این سؤال پاسخ دهیم که سردترین مکان در منظومه شمسی کجاست؟ و دمای آن چطور با دمای زمین مقایسه می‌شود؟

اندازه‌گیری دما در فضا

اولین سؤالی که مطرح می‌شود این است که دمای کیهان دقیقاً چگونه اندازه‌گیری می‌شود. یان کرافورد، استاد علوم سیاره‌ای و اخترزیست‌شناسی دانشگاه لندن بریتانیا دراین‌باره گفت: «دما را می‌توان با مشاهده شدت تشعشعات مادون‌قرمز و مایکروویو ساطع‌شده از سطوح اندازه‌گیری کرد؛ اما حتی در غیاب چنین اندازه‌گیری‌هایی، می‌توان دما را بر اساس میزان نور خورشید دریافتی نیز تخمین زد.»

اما بااین‌وجود اندازه‌گیری‌های کیهانی همیشه کار ساده‌ای نیست. یعنی اگرچه راه‌های دقیقی برای اندازه‌گیری دما در فضا وجود دارد، اما همیشه جایی برای بهبود هست.

دان پولاکو، استاد نجوم دانشگاه وارویک بریتانیا دراین باره گفت: «معمولاً دما تخمین زده می‌شود. اعدادی که محاسبه می‌کنید، بستگی به این دارد که فرضیاتتان چقدر خوب است و مدل فیزیکی که از آن استفاده می‌کنید چقدر دقیق است.»

بنابراین، با در نظر گرفتن این نکات و براساس داده‌های فعلی، سردترین مکان منظومه شمسی کدام است؟ شاید پلوتو با توجه به فاصله‌اش از خورشید؟ اما اشتباه می‌کنید؛ در حقیقت سردترین نقطه منظومه شمسی ممکن است بسیار به ما و زیستگاه‌مان نزدیک‌تر باشد!

سردترین نقطه، خیلی نزدیک‌تر از چیزی که فکر می‌کنید: ماه

داده‌های ارائه‌شده توسط مدارگرد شناسایی ماه (فضاپیمای روباتیک ناسا) که برای درک بهتر شرایط ماه طراحی‌شده بود، در سال ۲۰۰۹، نشان می‌داد که حفره‌های سایه‌دار قطب جنوبی ماه احتمالاً سردترین مکان در منظومه شمسی هستند.

پاتریک اوبراین و مشاورش شین برن، محققان سیاره‌ای دانشگاه آریزونا، بعدها این نظریه را تقویت کردند و در کنفرانس علوم قمری و سیاره‌ای ۲۰۲۲ به این نکته اشاره کردند که دهانه‌های ماه با سایه‌های دوبرابر ممکن است سردترین نقاط در منظومه شمسی باشند.

طبق استدلال آن‌ها، دهانه‌هایی که نه‌تنها از نور مستقیم خورشید، بلکه از منابع گرمایش ثانویه (مثل انعکاس تابش خورشید که از نواحی روشن مجاور و یا تشعشعات حرارتی که از سطوح گرم ساطع می‌شود) بی‌بهره اند، به‌اصطلاح " سایه دو برابر " نام می‌گیرند.

پولاکو هم در توضیح بیشتر به این نکته اشاره کرد لبه‌ دهانه‌هایی با "سایه دو برابر " آن‌قدر بلند هستند که هرگز نور خورشید به کف دهانه نمی‌رسد و به همین خاطر واقعاً سرد هستند.

تحقیقات اوبراین و برن هم حاکی از آن است که با توجه به اینکه این مناطق که دائماً در سایه هستند، میلیاردها سال از نور خورشید بی‌بهره بوده‌اند، احتمال دارد که در دهانه‌های آن‌ها، تله‌های "میکرو سرد" وجود داشته باشد که نه‌تنها حاوی آب یخ‌زده، بلکه ترکیبات و عناصر فرار دیگری مثل دی‌اکسید کربن، مونوکسید کربن، دی نیتروژن و آرگون نیز باشند. آن‌ها تخمین زده‌اند که دمای این دهانه‌ها در حدود منفی ۲۴۸.۱۵ درجه سانتی‌گراد باشد، اما ممکن است حتی این دهانه‌ها از این هم سردتر باشند.

کرافورد هم به صحت این تحقیقات اطمینان دارد. او دراین‌باره گفت: «مطمئنم که این دهانه‌ها، سردترین مکان‌ها در منظومه شمسی داخلی (از عطارد و مریخ) گرفته تا پلوتو هستند.»

ابر اورت سردتر از دهانه‌های ماه

طبق برآورد ناسا، میانگین دمای سطح پلوتو منفی ۲۳۲.۷۵ درجه سانتی‌گراد است. البته کرافورد بر این باور است که این دهانه‌های ماه با سایه دو برابر ممکن است به سردی "ابر اورت" (پوسته زباله‌های فضایی یخی که فراتر از مدار نپتون قرار دارد) نباشند. او به این نکته اشاره کرد که تعیین سردترین نقطه منظومه شمسی، به این موضوع بستگی دارد که آیا ابر اورت را در منظومه شمسی حساب کنیم یا خیر.

ناسا، ابر اورت را "دورترین منطقه منظومه شمسی ما" و در عین حال "فراتر از منظومه شمسی" در نظر می‌گیرد. این عدم وضوح بدین معناست که گاهی ابر اورت به‌عنوان بخشی از منظومه شمسی در نظر گرفته می‌شود و در برخی مواقع دیگر به‌عنوان مرز بین منظومه شمسی و فضای بین ستاره‌ای تعریف می‌شود و بنابراین، به‌صورت ضعیفی به منظومه شمسی متصل در نظر گرفته می‌شود.

طبق گفته محققان دانشگاه نورث وسترن در ایلینوی، دمای ابر اورت می‌تواند به سردی منفی ۲۶۸.۱۵ درجه سانتیگراد برسد که بسیار سردتر از هر دمایی است که در ماه ما یافت می‌شود. اما اگر ابر اورت را در داخل منظومه شمسی در نظر نگیریم، احتمالاً سردترین مکان در منظومه شمسی در نزدیکترین همسایه آسمانی ما یافت می‌شود.

مقایسه دمایی با زمین

سردترین نقاط بر روی زمین که در قطب جنوب واقع‌شده‌اند، به‌مراتب گرم‌تر از دهانه‌های ماه یا ابر اورت هستند و طبق آرشیو جهانی آب‌وهوا و اقلیم شدید سازمان جهانی هواشناسی، سردترین دمایی که تاکنون در کره زمین ثبت‌شده و به ۲۱ ژوئن سال ۱۹۸۳ در ایستگاه تحقیقاتی وستوک روسیه در قطب جنوب برمی‌گردد، منهای ۸۹.۲ درجه سانتی‌گراد بوده است.

در این میان، دانشمندان موفق شده‌اند تا به شیوه مصنوعی، دمایی ایجاد کنند که پائین تر از دمای طبیعی در زمین، در دهانه‌های ماه یا حتی در ابر اورت است. سال گذشته، تیمی از محققان آلمانی رکورد سردترین دمای آزمایشگاهی را شکستند: سرمای منهای ۲۷۳.۱۵ درجه سانتی‌گراد که با پرتاب گاز مغناطیسی از فاصله ۱۲۰ متری به سمت پائین یک برج به آن دست یافتند.

اما وقتی صحبت از دمای سرد طبیعی می‌شود، این‌طور به نظر می‌رسد که بدون در نظر گرفتن ابر اورت، به تاریک‌ترین و سایه‌دارترین فرورفتگی‌های ماه خواهیم رسید که کمترین درجه حرارت را در منظومه شمسی دارا هستند.

منبع: livescience