Cu toții ne-am întrebat la un moment sau altul ce mistere deține sistemul nostru solar. La urma urmei, cele opt planete (plus Pluto și toate celelalte planetele pitice) orbitează într-un volum foarte mic al heliosferei (volumul spațiului dominat de influența Soarelui), ce se întâmplă în restul volumului pe care îl numim acasă? Pe măsură ce împingem mai mulți roboți în spațiu, ne îmbunătățim capacitățile de observație și începem să experimentăm spațiul pentru noi înșine, aflăm din ce în ce mai multe despre natura de unde provenim și cum au evoluat planetele. Dar chiar și cu cunoștințele noastre avansate, am fi naivi să credem că avem toate răspunsurile, atât de multe încă trebuie descoperite. Deci, din punct de vedere personal, care aș considera cele mai mari mistere din Sistemul nostru solar? Ei bine, o să vă spun Ale mele primii zece favoriți ai unor conundrume mai periculoase pe care Sistemul nostru Solar ne-a aruncat asupra noastră. Așadar, ca să fac rost de minge, voi începe pe mijloc, cu Soarele. (Nimic din următoarele nu poate fi explicat prin materie întunecată, în cazul în care vă întrebați ... de fapt s-ar putea, dar doar puțin…)
10. Nepotrivirea temperaturii la polul solar
De ce este Polul Sud al Soarelui mai rece decât Polul Nord? Timp de 17 ani, sonda solară Ulysses ne-a oferit o vedere inedită asupra Soarelui. După ce a fost lansat pe Discovery Space Shuttle Discovery în 1990, intr-un explorator intr-o călătorie neortodoxă prin Sistemul Solar. Folosind Jupiter pentru o fanteză gravitațională, Ulise a fost aruncat în afara planului ecliptic, astfel încât să poată trece peste Soarele într-o orbită polară (nava spațială și planetele orbitează în mod normal în jurul ecuatorului Soarelui). Aici sondajul a parcurs aproape două decenii, luând inedit in-situ observații ale vântului solar și dezvăluirea adevăratei naturi a ceea ce se întâmplă la poli ai stelei noastre. Din păcate, Ulise moare de bătrânețe, iar misiunea s-a încheiat efectiv pe 1 iulie (deși rămâne o anumită comunicare cu ambarcațiunea).
Cu toate acestea, observarea regiunilor neclintite ale Soarelui poate crea rezultate neconfortante. Un astfel de rezultat mister este că Polul Sud al Soarelui este mai rece decât Polul Nord cu 80.000 de Kelvin. Oamenii de știință sunt confuzați de această discrepanță, deoarece efectul pare să fie independent de polaritatea magnetică a Soarelui (care învârte magnet de la nord la sud magnetic la fiecare 11 ani). Ulise a fost capabil să măsoare temperatura solară prin eșantionarea ionilor din vântul solar la o distanță de 300 milioane km deasupra polilor de Nord și de Sud. Prin măsurarea raportului dintre ionii de oxigen (O6+/ O7+), s-ar putea măsura condițiile plasmatice de la baza orificiului coronal.
Aceasta rămâne o întrebare deschisă, iar singura explicație pe care fizicienii solari o pot prezenta în prezent este posibilitatea ca structura solară din regiunile polare să difere într-un fel. Este păcat că Ulise a mușcat praful, am putea face cu un orbiter polar pentru a obține mai multe rezultate (vezi Nave spațiale Ulise Moare din cauze naturale).
9. Misterele Marte
De ce diferă atât de radical emisferele marțiene? Acesta este un mister care i-a frustrat pe oamenii de știință de ani de zile. Emisfera nordică a Marte este predominant fără terenuri joase, în timp ce emisfera sudică este umplută cu lanțuri montane, creând terenuri vaste. Foarte devreme în studiul lui Marte, teoria conform căreia planeta a fost lovită de ceva foarte mare (creând astfel vaste terenuri joase sau un bazin cu impact imens) a fost eliminată. Acest lucru se datora în primul rând faptului că zonele joase nu prezintă geografia unui crater de impact. Pentru început nu există nici o „janta” a craterului. În plus, zona de impact nu este circulară. Toate acestea au indicat alte explicații. Dar cercetătorii cu ochi de vultur de la Caltech au revizuit recent teoria impactului și au calculat că o rocă uriașă cu diametrul între 1.600 și 2.700 km poate sa creați zonele joase ale emisferei nordice (vezi Două fețe ale lui Marte explicate).
Misterul bonusului: Există Blestemul pe Marte? Conform multor emisiuni, site-uri web și cărți, există ceva (aproape paranormal) în spațiul care mănâncă (sau se alterează) exploratorii noștri robotici Marte. Dacă te uiți la statistici, ai fi iertat că ai fost puțin șocat: Aproape două treimi din toate misiunile Marte au eșuat. Rachete legate de Marte s-au aruncat în aer, sateliții americani au murit la mijlocul zborului, debarcatorii britanici au marcat peisajul Planetei Roșii; nicio misiune pe Marte nu este imună la „Triunghiul lui Marte”. Așadar, există un „Ghoul Galactic” afară, încurcat cu „roboții noștri”? Deși acest lucru ar putea fi atractiv pentru unii dintre noi oameni superstițioși, marea majoritate a navelor spațiale a pierdut din cauza Blestemul lui Marte se datorează în principal pierderilor grele din timpul misiunilor de pionierat pe Marte. Rata de pierdere recentă este comparabilă cu pierderile suportate la explorarea altor planete din Sistemul Solar. Deși norocul poate avea un rol redus, acest mister este mai mult o superstiție decât orice măsurabilă (vezi „Blestemul lui Marte”: De ce au eșuat atât de multe misiuni?).
8. Evenimentul Tunguska
Ce a provocat impactul Tunguska? Uitați de Fox Mulder călcând prin pădurile rusești, acesta nu este un episod cu X-Files. În 1908, Sistemul Solar a aruncat ceva la noi ... dar nu știm ce. Acesta a fost un mister de durată, de când martorii oculari au descris o strălucire strălucitoare (care poate fi văzută la sute de kilometri depărtare) peste râul Tunguska Podkamennaya din Rusia. La anchetă, o zonă uriașă a fost decimată; aproximativ 80 de milioane de copaci fuseseră tăiați ca niște bețe de chibrit și peste 2.000 de kilometri pătrați fuseseră aplatizați. Dar nu exista un crater. Ce căzuse din cer?
Acest mister este încă un caz deschis, deși cercetătorii își pun pariurile pe o formă de „avânt” atunci când o cometă sau un meteorit a intrat în atmosferă, explodând deasupra solului. Un studiu recent de criminalistică cosmică a retras etapele unui posibil fragment de asteroid în speranța de a-și găsi originea și poate chiar de a găsi asteroidul părinte. Ei au suspecții lor, dar lucrul interesant este că nu există dovezi meteorologice de aproape în jurul locului de impact. Până acum, nu pare să existe explicații prea mari pentru asta, dar nu cred că Mulder și Scully trebuie să fie implicați (vezi S-au găsit verii de la Tunguska Meteoroid?).
7. Înclinarea lui Uranus
De ce Uranus se rotește pe partea sa? Planeta ciudată este Uranus. În timp ce toate celelalte planete din Sistemul Solar au mai mult sau mai puțin axa de rotație îndreptată „în sus” de la planul ecliptic, Uranus este întins pe partea sa, cu o înclinare axială de 98 de grade. Aceasta înseamnă că pentru perioade foarte lungi (42 de ani la un moment dat), fie Polul Nord, fie Polul Sud indică direct la Soare. Majoritatea planetelor au o rotație „prograde”; toate planetele se rotesc în sens invers acelor de ceasornic atunci când sunt privite de sus de sistemul solar (adică deasupra polului nord al Pământului). Cu toate acestea, Venus face exact opusul, are o rotație retrogradă, ceea ce duce la teoria conform căreia a fost eliminată de pe axa la începutul evoluției sale din cauza unui impact mare. Deci i s-a întâmplat asta și lui Uranus? A fost lovit de un corp masiv?
Unii oameni de știință consideră că Uranus a fost victima unei lovituri cosmice, dar alții cred că poate exista un mod mai elegant de a descrie configurația ciudată a gigantului. La începutul evoluției Sistemului Solar, astrofizicienii au derulat simulări care arată configurația orbitală a lui Jupiter și Saturn ar putea traversa o rezonanță orbitală 1: 2. În această perioadă de supărare planetară, influența gravitațională combinată a lui Jupiter și Saturn a transferat momentul orbital către gigantul de gaz Uranus mai mic, bătând-o în afara axei. Trebuie efectuate mai multe cercetări pentru a vedea dacă este mai probabil ca o rocă de pe Pământ să aibă un impact asupra lui Uranus sau dacă Jupiter și Saturn sunt de vină.
6. Atmosfera lui Titan
De ce Titan are o atmosferă? Titan, una dintre lunile lui Saturn, este numai luna în Sistemul Solar cu o atmosferă semnificativă. Este a doua cea mai mare lună din Sistemul Solar (a doua numai la luna Gânmede de Jupiter) și cu aproximativ 80% mai masivă decât Luna Pământului. Deși este mic în comparație cu standardele terestre, este mai asemănător Pământului decât îi acordăm credit. Marte și Venus sunt adesea citați ca frați ai Pământului, dar atmosfera lor este de 100 de ori mai subțire, respectiv de 100 de ori mai groasă. Pe de altă parte, atmosfera lui Titan este doar o dată și jumătate mai groasă decât Pământul, în plus este compusă în principal din azot. Azotul domină atmosfera Pământului (la 80% compoziție) și domină atmosfera Titans (la 95% compoziție). Dar de unde a venit tot acest azot? Ca și pe Pământ, este un mister.
Titan este o lună atât de interesantă și devine rapid ținta principală în căutarea vieții. Nu numai că are o atmosferă groasă, suprafața sa este plină de hidrocarburi despre care se crede că sunt pline de „tholine” sau substanțe chimice prebiotice. Adăugați la aceasta activitatea electrică din atmosfera Titan și avem o lună incredibilă, cu un potențial masiv de evoluție a vieții. Dar despre locul în care a venit atmosfera lui ... doar nu știm.
5. Încălzire coronală solară
De ce atmosfera solară este mai caldă decât suprafața solară? Acum aceasta este o întrebare care i-a înfăptuit pe fizicienii solari de peste o jumătate de secol. Primele observații spectroscopice ale coronei solare au relevat ceva perplex: atmosfera Soarelui este mai fierbinte decât fotosfera. De fapt, este atât de cald încât este comparabil cu temperaturile găsite în miezul Soarelui. Dar cum se poate întâmpla asta? Dacă porniți un bec, aerul din jurul becului de sticlă nu va fi mai fierbinte decât sticla în sine; pe măsură ce te apropii de o sursă de căldură, devine mai cald, nu mai rece. Dar este exact ceea ce face Soarele, fotosfera solară are o temperatură de aproximativ 6000 Kelvin, în timp ce plasma are doar câteva mii de kilometri deasupra fotosferei 1 milion Kelvin. După cum puteți spune, toate tipurile de legi de fizică par a fi încălcate.
Cu toate acestea, fizicienii solari se apropie treptat de ceea ce poate cauza această încălzire misterioasă a corpului. Pe măsură ce tehnicile de observație se îmbunătățesc și modelele teoretice devin mai sofisticate, atmosfera solară poate fi studiată mai în profunzime ca niciodată. Se crede acum că mecanismul de încălzire coronală poate fi o combinație de efecte magnetice în atmosfera solară. Există doi candidați principali pentru încălzirea coroanei: nanoflares și încălzirea prin undă. Am fost întotdeauna un avocat uriaș al teoriilor de încălzire a undelor (o mare parte a cercetării mele a fost dedicată simulării interacțiunilor de valuri magnetohidrodinamice de-a lungul buclelor coronale), dar există dovezi puternice că și nanoflares influențează încălzirea coronală, posibil să funcționeze în tandem cu unda Incalzi.
Deși suntem destul de siguri că încălzirea prin unde și / sau nanoflares ar putea fi responsabili, până când putem introduce o sondă adânc în corona solară (care este în prezent planificată cu misiunea Solar Probe), in-situ măsurători ale mediului coronal, nu vom ști cu siguranță ce încălzește corona (vezi Buclele coronale calde pot ține cheia atmosferei solare calde).
4. Comet Dust
Cum a apărut praful format la temperaturi intense în cometele înghețate? Cometele sunt nomazi înghețate și prăfuite ale Sistemului Solar. Gândit că a evoluat în cele mai exterioare zone ale spațiului, în Centura Kuiper (în jurul orbitei lui Pluto) sau într-o regiune misterioasă numită Oort Cloud, aceste corpuri sunt ocazional bătute și cad sub slaba atracție gravitațională a Soarelui. Pe măsură ce se îndreaptă spre Sistemul Solar interior, căldura Soarelui va determina gheața să se vaporizeze, creând o coadă cometară cunoscută sub numele de comă. Multe comete cad direct în Soare, dar altele sunt mai norocoase, completând o perioadă scurtă (dacă au originea în centura Kuiper) sau o perioadă lungă (dacă au originea în norul Oort) pe orbita Soarelui.
Dar ceva ciudat a fost găsit în praful colectat de misiunea Stardust din 2004 a NASA în Comet Wild-2. Boabele de praf din acest corp înghețat par să fi fost formate la temperaturi ridicate. Cometa Wild-2 se crede că a provenit și a evoluat în Centura Kuiper, deci cum ar putea fi formate aceste mici mostre într-un mediu cu o temperatură de peste 1000 de Kelvin?
Sistemul solar a evoluat dintr-o nebuloasă în urmă cu aproximativ 4,6 miliarde de ani și a format un disc de acreție mare pe măsură ce se răcise. Probele colectate de la Wild-2 ar fi putut fi formate doar în regiunea centrală a discului de acumulare, în apropiere de Soarele tânăr, și ceva le-a transportat în îndepărtatul Sistemului Solar, ajungând în cele din urmă în Centura Kuiper. Dar ce mecanism ar putea face acest lucru? Nu suntem prea siguri (vezi Praful de cometă este foarte similar cu asteroizii).
3. Faleza Kuiper
De ce se încheie brusc Centura Kuiper? Centura Kuiper este o regiune uriașă a sistemului solar care formează un inel în jurul Soarelui chiar dincolo de orbita Neptunului. Este la fel ca centura de asteroizi dintre Marte și Jupiter, Centura Kuiper conține milioane de corpuri mici stâncoase și metalice, dar este de 200 de ori mai masivă. De asemenea, conține o cantitate mare de apă, degajare de metan și amoniac, constituenții nucleelor cometari originari de acolo (a se vedea numărul 4 de mai sus). Centura Kuiper este cunoscută și pentru ocupantul planetei sale pitice, Pluto și (mai recent) colegul său "Makemake" Plutoid.
Centura Kuiper este deja o regiune destul de neexplorată a sistemului solar așa cum este (așteptăm cu nerăbdare ca misiunea New Horizons Pluto a NASA să ajungă acolo în 2015), dar a aruncat deja un puzzle. Populația de obiecte cu centură Kuiper (KBO) scade brusc la o distanță de 50 UA de Soare. Acest lucru este destul de ciudat, deoarece modelele teoretice prezic crește în număr de KBO dincolo de acest punct. Renunțarea este atât de dramatică încât această caracteristică a fost supranumită „faleza Kuiper”.
În prezent nu avem explicații pentru Faleza Kuiper, dar există câteva teorii. O idee este că, într-adevăr, există o mulțime de KBO peste 50 UA, este doar faptul că nu au fost obținuți să formeze obiecte mai mari dintr-un anumit motiv (și, prin urmare, nu pot fi observate). O altă idee mai controversată este aceea că KBO-urile dincolo de Faleza Kuiper au fost măturate de un corp planetar, eventual de dimensiunea Pământului sau a lui Marte. Mulți astronomi susțin acest lucru citând o lipsă de dovezi observaționale cu privire la ceva care orbitează în afara centurii Kuiper. Totuși, această teorie planetară a fost foarte utilă pentru persoanele aflate acolo, oferind „dovezi” înflăcărate pentru existența lui Nibiru, sau „Planeta X”. Dacă există o planetă acolo, cu siguranță este nu „Mail de intrare” și cu siguranță este nu ajungând la noi în 2012.
Deci, pe scurt, nu avem niciun indiciu de ce există Faleza Kuiper ...
2. Anomalia pionierilor
De ce sondele Pioneer sunt în derivă în afara cursului? Acum aceasta este o problemă perplexă pentru astrofizicieni și probabil cea mai dificilă întrebare de răspuns în observațiile sistemului solar. Pioneer 10 și 11 au fost lansate în 1972 și 1973 pentru a explora portiunile exterioare ale Sistemului Solar. De-a lungul drumului lor, oamenii de știință NASA au observat că ambele sonde se confruntă cu ceva destul de ciudat; se confruntau cu o accelerație neașteptată a gardului Soarelui, împingându-i în afara cursului. Deși această abatere nu a fost uriașă conform standardelor astronomice (386.000 km în parcurgere după 10 miliarde de km de călătorie), a fost o abatere la fel și astrofizicienii sunt în pierdere pentru a explica ce se întâmplă.
O teorie principală suspectează că radiațiile infraroșii neuniforme din jurul corpului sondelor (din izotopul radioactiv al plutoniei din generatoarele sale termoelectrice radioizotopice) pot emite fotoni de preferință pe o parte, dând o mică apăsare spre Soare. Alte teorii sunt ceva mai exotice. Poate că relativitatea generală a lui Einstein trebuie modificată pentru călătorii lungi în spațiul profund? Sau poate că materia întunecată are un rol de jucat, având un efect încetinitor asupra navei spațiale Pioneer?
Până în prezent, doar 30% din abatere poate fi determinată de teoria distribuției de căldură neuniformă, iar oamenii de știință sunt în pierdere pentru a găsi un răspuns evident (vezi Anomalia pionierilor: o abatere de la gravitația lui Einstein?).
1. Norul Oort
De unde știm că Oort Cloud există chiar? În ceea ce privește misterele sistemului solar, anomalia Pioneer este un act greu de urmat, dar norul Oort (după părerea mea) este cel mai mare mister dintre toate. De ce? Nu am văzut-o niciodată, este o regiune ipotetică a spațiului.
Cel puțin cu Centura Kuiper, putem observa KBO-urile mari și știm unde este, dar Cloud Oort este prea departe (dacă este într-adevăr acolo). În primul rând, se presupune că Oort Cloud va fi la peste 50.000 UA de la Soare (care este la aproape un an lumină), ceea ce face aproximativ 25% din drumul către cel mai apropiat vecin stelar, Proxima Centauri. Prin urmare, Oort Cloud este foarte îndepărtat. Atitudinile exterioare ale Norului Oort sunt aproape marginea Sistemului Solar, iar la această distanță, miliardele de obiecte din Oort Cloud sunt foarte slab legate gravitațional de Soare. Prin urmare, ele pot fi influențate dramatic de trecerea altor stele din apropiere. Se crede că întreruperea Oort Cloud poate duce la căderea periodică a corpurilor înghețate, creând comete de lungă durată (cum ar fi cometa lui Halley).
De fapt, acesta este singurul motiv pentru care astronomii cred că există Oort Cloud, este sursa cometelor glaciare de lungă durată, care au orbite extrem de excentrice, emanând regiuni din planul ecliptic. Acest lucru sugerează, de asemenea, că norul înconjoară Sistemul Solar și nu se limitează la o centură din jurul eclipticii.
Deci, norul Oort pare să existe, dar nu îl putem observa direct. În cărțile mele, acesta este cel mai mare mister din regiunea ultraperiferică a sistemului nostru solar ...
