سیارات منظومه شمسی ما توسط خورشید گرم می‌شوند. اینجا روی زمین، ما حدود ۱۴۸ میلیون کیلومتر با خورشید فاصله داریم؛ فاصله‌ای که دمای مناسب را برای حیات فراهم می‌کند.

پس ممکن است فکر کنید که به این ترتیب سردترین سیاره منظومه شمسی نپتون خواهد بود، چرا که دورترین سیاره از گرمای خورشید است. اما این طور نیست. نپتون  با اینکه در فاصله باورنکردنی ۴.۴۷۴۹ میلیارد کیلومتری از خورشید قرار دارد، باز هم عنوان سردترین سیاره را ندارد.

 این اورانوس است که با وجود بیش از یک میلیارد و نیم کیلومتر نزدیک‌تر بودن به خورشید نسبت به نپتون، سردترین سیاره منظومه شمسی است.

 اورانوس رکورد سردترین دمای اندازه‌گیری شده در منظومه شمسی را دارد: دمای بسیار سرد منفی ۲۲۴ درجه سانتیگراد. دمای نپتون هم البته بسیار سرد است، دمای نپتون معمولاً در حدود منفی۲۱۴ درجه سانتیگراد است، اما اورانوس از آن هم سردتر است.

چرخش به پهلو

برد گیبسون، مدیر مرکز اخترفیزیک و رئیس گروه فیزیک و ریاضیات دانشگاه هال در این باره میگوید  دلیل سرد بودن اورانوس ربطی به فاصله آن از خورشید ندارد. این اختر شناس می گوید میلیاردها سال پیش چیزی بسیار بزرگ با نیروی زیادی به اورانوس برخورد کرد و موجب شد که محور چرخش سیاره حدود ۹۸ درجه نسبت به صفحه مدار اورانوس به دور خورشید انحراف پیدا کند. اورانوس با وجود این انحراف هنوز با پهلوهای خود به دور خورشید می‌چرخد. اثر این برخورد عظیم همچنین باعث شد تا مقداری از گرمای محبوس شده در اورانوس رها شود.

گرمای درون سیارات از زمان تشکیل آنها باقی مانده است. سیارات زمانی ساخته می‌شوند که تکه‌های کوچک‌تر سنگ به هم می‌کوبند و طی میلیون‌ها سال تمام سیاره را تکه تکه می‌سازند. هر بار که این سنگ‌ها با هم برخورد می‌کنند، سیاره کمی گرمای بیشتری پیدا می‌کند. اگر برای مدت طولانی دست‌هایتان را روی هم بکوبید، دست‌هایتان احساس گرما  می‌کنند، همین اتفاق در مورد سیارات نیز رخ می‌دهد.

بر خلاف اورانوس، سیارک بزرگی به نپتون برخورد نکرده است، بنابراین نپتون توانسته گرمای بیشتری را حفظ کند.

همچنین ممکن است تعجب کنید که نزدیک‌ترین سیاره به خورشید، یعنی عطارد، نیز می‌تواند بسیار سرد باشد. در حالی که آن سمت عطارد که رو به خورشید است بیش از ۴۰۰ درجه سانتیگراد دما دارد، دمای سمتی که رو به خورشید نیست نزدیک به منفی۲۰۰ درجه است.

دلیل این امر این است که عطارد برخلاف زمین هیچ جوی ندارد. اتمسفری مانند اتمسفر ما مانند یک پتو عمل می‌کند؛ گرما را در خود نگه داشته و آن را به اطراف پخش می‌کند. از آنجایی که عطارد این پتو را ندارد، قسمت جلویی و پشتی آن می‌توانند دمای بسیار متفاوتی داشته باشند.

اندازه‌گیری دما در فضا

برای برخی از سیارات نزدیک مانند مریخ، ما می‌توانیم کاوشگرهایی را برای مطالعه مستقیم جو آنها از سطح سیاره ارسال کنیم، اما نتوانسته‌ایم این کار را برای سیارات دوردستی مانند نپتون و اورانوس انجام دهیم.

در عوض باید با اندازه‌گیری دمای آنها از روی زمین بفهمیم که چقدر سرد هستند. این کار با مطالعه نور سیارات که می‌تواند انواع اتم‌ها و مولکول‌های تشکیل‌دهنده جو سیاره را به ما بگوید، انجام می‌شود. این اطلاعات به ما می‌گوید که دقیقاً دمای سیاره چقدر است: اتم‌ها و مولکول‌ها به‌عنوان نوعی "اثر انگشت" دمایی برای سیاره عمل می‌کنند.

در حالی که این سیارات در منظومه شمسی ما فوق‌العاده سرد هستند، اما مکان‌های سردتری هم در کیهان وجود دارد. سردتر از همه سحابی بومرنگ است، ابری از غبار و گاز در فاصله پنج هزار سال نوری از زمین. در آنجا دما به منفی۲۷۲ درجه سانتیگراد می‌رسد.

هیچ چیز در کیهان نمی‌تواند سردتر از منفی۲۷۳ درجه سانتیگراد باشد، زیرا در آن دما ذرات و اتم‌های کوچکی که همه چیز از آنها ساخته شده است اساساً از حرکت بازمی‌ایستند و زمانی که این اتفاق بیفتد، سردتر شدن غیرممکن است. این دما به صفر مطلق معروف است. این بدان معناست که بعید است که ما هرگز در جهان جایی سردتر از سحابی بومرنگ را پیدا کنیم.

 این مطلب نوامبر سال ۲۰۲۱ در نشریه کانورسیشن منتشر شد