Mặt Trời làm Trái Đất nóng lên nhưng tại sao trong không gian vũ trụ lại lạnh?

Trước hết cần biết, không gian vũ trụ trong hệ Mặt Trời có mức nhiệt lạnh lẽo tới mức khó tin. Nhiệt độ nền trung bình ở đây là âm 270,45°C.

Trong khi đó, Mặt trời lại có mức nhiệt nóng thực sự kinh khủng. Theo kết quả nhiệt kế của NASA, Mặt trời có phần lõi đạt nhiệt độ trên 15 triệu °C với bề mặt (quang quyển) ở mức thấp hơn là 5.500 °C. Tuy nhiên, phần khí quyển bao quanh Mặt Trời lại đạt mức trung bình là 3,5 triệu °C. Khi càng ở xa quang quyển, lớp khí quyển này càng trở nên nóng hơn.

Vậy tại sao không gian vũ trụ thuộc hệ Mặt Trời lại lạnh lẽo như vậy? Hiểu lầm lớn nhất ở đây xuất phát từ việc đa số con người đã hiểu sai về cách thức ảnh hưởng nhiệt của Mặt Trời tới các hành tinh.

Mặt trời về bản chất là một ngôi sao phát năng lượng chứ không giống như một ngọn lửa đang bốc cháy. Nghĩa là không phải thứ gì xung quanh Mặt Trời cũng đều bị ảnh hưởng nhiệt như cách mà chúng ta đặt tay gần ngọn lửa. Về cơ chế, đó không phải là cách mà các hành tinh (trong đó có Trái Đất) được làm ấm lên.

Giải thích cụ thể hơn, nhiệt lượng mà chúng ta cảm nhận được trên Trái đất không phải là năng lượng nhiệt trực tiếp từ Mặt trời mà là kết quả của bức xạ mặt trời được phát ra. Đây là dạng bước sóng trên phổ điện từ, bao gồm cả ánh sáng, kết hợp với quá trình tương tác với các hạt vật chất trên Trái đất.

Trong không gian vũ trụ vốn có rất ít các hạt tương tác do đây là môi trường chân không. Chính vì vậy, không gian vũ trụ không có đủ lượng vật chất để làm nóng thông qua bức xạ Mặt Trời.

Trong trường hợp nếu phóng tàu vũ trụ đến gần Mặt Trời thì liệu nó có bị thiêu đốt trong không gian vũ trụ lạnh lẽo hay không? Câu trả lời là có vì lúc này tàu vũ trụ đã tự trở thành một dạng hạt vật chất hấp thụ bức xạ, khiến cho nó bị nóng lên.

Ví dụ, ở khoảng cách tiếp cận gần nhất, tấm chắn mặt trời Parker Solar Probe của NASA sẽ phải đối mặt với nhiệt độ 1.400°C khi nó cố gắng giữ trọng tải ở nhiệt độ tiêu chuẩn. Điều này xảy ra khi Parker Solar Probe đi qua quầng sáng của Mặt trời với tốc độ mà các vật thể do con người tạo ra trước đây chưa từng đạt được.