Les températures dans l'Univers

La plupart des évènements de l'Univers sont de type énergétiques; ils génèrent donc de la chaleur. Les objets qui peuvent en résulter conservent une partie de cette chaleur. Voici une liste des températures que l'on rencontre dans l'Univers. Il n'existe pas, théoriquement, de point de température insurpassable. Par contre, il n'existe pas de température plus froide que le 0° Kelvin, soit -273,15°C (-459,67°,F). L'essentiel de la matière visible de l'Univers est faite de protons. Lorsque l'énergie d'une particule est accélérée, sa longueur d'onde est raccourcie. Actuellement, presque tout ce qu'on sait de l'Univers provient de sources cosmologiques dont on détecte et analyse la lumière sous toutes les longueurs d'onde du spectre -radio, infrarouge, visible, ultraviolet, rayons X et rayons gamma; chaque longueur d'onde ajoute un détail spécifique concernant, entre autres, la composition, la température et la vitesse de ces sources (en ordre croissant, depuis le zéro absolu)

La poussière cosmique est constituée d'un mélange de particules diverses: eau, hydrocarbures, silicates et autres matériaux solides; l'origine de ces particules a de nombreuses sources et origines: restes de la formation des étoiles et des planètes, molécules modifiées pendant des millions d'années par les interactions avec la lumière stellaire. Le carbone, l'azote et l'oxygène sont, après l'hydrogène et l'hélium, les trois éléments les plus abondants de la Galaxie (alors que l'hydrogène et l'hélium furent créées par le Big Bang, ces trois éléments proviennent de la nucléosynthèse qui s'effectue au sein des étoiles). Le milieu intergalactique (en anglais "intergalactic medium", IGM) est essentiellement composé d'hydrogène soumis à une radiation de forte énergie -et donc ionisé. Cette intensen radiation ultraviolet pourrait venir de galaxies formant des étoiles. L'hélium est le deuxième élément le plus abondant de l'Univers après l'hydrogène. Les phénomènes qui se produisent dans l'Univers émettent des radiations qui couvrent le spectre électromagnétique dans son entier, des rayons gamma aux micro-ondes et ondes radio. Tout l'espace est rempli de particules et lorsque celles-ci se déplacent à de fortes vitesses, on parle de radiation. L'espace n'est pas le vide complet: il est fait rempli de plasma, cet état de la matière composé de particules chargées électriquement et de champs électriques et magnétiques, qui constitue 99% de l'Univers. Le plasma consiste en électrons chargés négativement et en ions chargés positivement (des atomes qui ont perdu leurs électrons); le plasma est un quatrième état de la matière -ce n'est ni un gaz ni un liquide ni un solide- et il conduit l'électricité et est affecté par les champs magnétiques; il génère des ondes pour porter l'énergie. Toute cette énergie électrique et magnétique fait que le phéènomène dit de "reconnexion magnétique" -ainsi celui qu'on observe dans la magnétosphère de la Terre- joue un rôle énorme dans la configuration d'un milieu dès qu'il y existe un plasma (que ce soit sur le Soleil, dans l'espace interplanétaire ou aux frontières de la magnétosphère terrestre). La reconnexion magnétique est un processus par lequel des champs magnétiques se reconfigurent subitement, émettant alors d'énormes quantités d'énergie: lorsque les lignes d'un champ magnétique cèdent et se lient de nouveau dans de nouvelles formes, une partie de l'énergie qui se trouvait dans le champ magnétique est convertie en énergie de particules sous la forme d'énergie de chaleur et d'énergie cinétique. La reconnexion a un effet aussi bien sur la température que sur la vitesse des particules du plasma, lesquelles sont deux des caractéristiques qui définissent celui-ci. Il faut une version plus détaillée et plus complexe de la physique pour comprendre le phénomène de la reconnexion via des modèles dits "plasmas non idéaux" (en anglais: "non-ideal plasmas"). Parce que l'Univers est fait de plasma, la reconnexion magnétique et les turbulences sont les principaux phénomènes qui y ont lieu. Presque tous les plasmas dans l'Univers présentent à l'extrême des turbulences: autour du Soleil, des étoiles, des trous noirs, des jets. La poussière cosmique, par ailleurs, est un ingrédient mineur mais crucial de la matière interstellaire au sein des galaxies; elle consiste surtout de gaz et elle fournit le matériau nécessaire à la naissance des étoiles. Les termes "Univers froid" (en anglais, "cold Universe) désignent le gaz et la poussière dont la température n'est que de quelques dizaines de degrés au-dessus du zéro absolu. Les deux sources connues de rayons X dans le système solaire sont le vent solaire et la "Local Hot Bubble", une zone de matériau interstellaire chaud qui entoure la zone de notre Soleil (une supernova a explosé et a ionisé la bulle locale il y a 10 millions d'années et, plus vraisemblablement, deux ou trois supernovas ont explosé l'une dans les autres). Le "helium-focusing cone" ("cône de focalisation de l'hélium"), par ailleurs, est une région de l'espace où l'hélium neutre est plusieurs fois plus dense que le reste du système solaire interne et il est dû au fait que le système solaire se déplace dans l'espace interstellaire; comme ce dernier est empli d'hydrogène et d'hélium, que l'hélium est légèrement plus lourd, il creuse l'espace autour du Soleil et forme une queue. Par ailleurs, on continue de ne pas savoir quelle est l'origine d'un groupe entier de rayons X. Le "nuage local interstellaire" (en anglais "Local Interstellar Cloud"), lui, avec des 30 années-lumière de diamètre et composé de radiations cosmiques et de filaments d'hydrogène et hélium chaud, consiste en une série de nuages massifs -chacun de plusieurs années-lumière de dimension- de milieu interstellaire. Avec le Soleil, nous nous trouvons dans une bulle où de nombreuses supernovas ont explosé. L'importance des rayons X dans un objet astronomique est habituellement plus petite que celle des autres radiations: les électrons extrêmement énergétiques qui émettent des rayons X dissipent leur énergie plus rapidement que les électrons à plus basse énergie (ainsi dans la lumière visible ou dans l'infrarouge). Le "Local Interstellar Cloud" (le "nuage interstellaire local") pourrait contenir des particules de fer-60 qui proviennent d'explosions stellaires au cours des derniers millions d'années et notre système solaire a traversé ces zones au cours des dernières 40 à 50000 années. Les amas de galaxies, les galaxies AGN ("active galactic nuclei"), les restes de supernovas ou les binaires rayons X ont tous des températures extrêmement élevées et en émettent des rayons X

Phénomènes, objets	Température (en °C)	Température (en °F)
le zéro absolu (ou "0° Kelvin")	-273,15°C	-459,67°F
le rayonnement fossile de l'Univers	-273,05°C	-459,49°F
la nébuleuse planétaire du Boomerang, l'objet le plus froid de l'Univers (la nébuleuse provient d'une étoile en fin de vie, qui produit de grandes quantités de gaz dans un processus semblable au principe du réfrigérateur)	-272°C	-458°F
le fond du cratère Hermite sur la Lune	-248°C	-415°F
température du nuage où se forme une étoile, vers 50000 ans après le début de la formation	-240°C	-400°F
cratères en permanence dans l'ombre du Sud de la Lune	moins de -236°C	moins de -397°F
Uranus	-222°C	-371°F
Pluton	-184°C	-300°F
surface d'Europe, satellite de Jupiter	-182°C	-300°F
Saturne	-140°C	-220°F
Mars	-65°C	-85°F
Lune	-20°C	-4°F
Terre	15°C	59°F
Mercure	167°C	333°F
Vénus	464°C	867°F
noyau externe de la Terre	3700°C	6700°F
noyau interne de la Terre	4300°C	7800°F
surface solaire	5760°C	10400°F
un éclair	33000°C	60000°F
naine blanche	75000°C	135000°F
le gaz dans le reste d'une nova	1 000 000 ° C	1 800 000° F
coeur du Soleil	15 millions de °C	27 millions de °F
nuage d'un reste de supernova	55 millions de °C	100 millions de °F
fortes interactions entre galaxies dans des amas denses, ce qui fait que le matériau entre les galaxies est chauffé à des températures extrêmement élevées	55 millions de °C	100 millions de °F
l'explosion d'une supernova	100 milliards de ° F	55.6 milliards de ° C
le plasma primordial du Big Bang	quelques milliers de milliards de °F	quelques milliers de milliards de °C