Valamennyien azon tűnődtünk, hogy vajon mi rejtélye a Naprendszerünknek. Végül is a nyolc bolygó (plusz Pluton és minden más) azok a többi törpe bolygók) pályája a helioszféra nagyon kicsi térfogatán belül (a Nap hatása által dominált tér térfogata), mi folyik az otthonunknak nevezett térfogat többi részében? Ahogy egyre több robotot helyezünk az űrbe, javítjuk megfigyelési képességeinket és kezdjük megtapasztalni a helyet a saját maguknak, egyre többet tudunk meg arról, hogy honnan jöttünk, és hogy hogyan fejlődtek a bolygók. De még fejlődő tudásunk mellett is naiv lenne azt gondolni, hogy megvan minden válasz, ezért még sok mindent fel kell tárni. Tehát személyes szempontból mit gondolnék a legnagyobb rejtélyeknek a Naprendszerünkben? Nos, elmondom neked az én Néhány olyan meghökkentő összecsapás első tíz kedvence, amelyet Naprendszerünk ránk dobott. Tehát, hogy a golyó gördüljön, közepén indulok, a Napkal. (Az alábbiak egyike sem magyarázható sötét anyaggal, abban az esetben, ha azon tűnődött, hogy valójában lehet, de csak egy kicsit…)
10. A naposzlop hőmérséklet-eltérése
Miért hűvösebb a Nap déli pólusa, mint az északi sark? Az Ulysses napenergia-szonda 17 éve példátlan képet adott a Napról. Miután az űrrepülőgép felfedezését 1990-ben elindították, az intredetlen felfedező egy szokatlan utazást tett a Naprendszeren. A Jupiter segítségével egy gravitációs csúzlihoz Ulysses-t kihúzták az ecliptic síkból, hogy áthaladjon felett a Nap egy sarki pályán (az űrhajó és a bolygók általában a Nap egyenlítője körül keringnek). Itt szinte két évtizeden keresztül haladt a szonda, soha nem látott példát in situ a napszél megfigyelései, és felfedjük a csillag oszlopán történõ valós természetét. Sajnos, Ulysses meghal az öregkorban, és a misszió ténylegesen július 1-jén ért véget (bár a kézművestel való kapcsolat továbbra is fennmarad).
A Nap nem feltérképezett régióinak megfigyelése azonban zavaró eredményeket hozhat. Az egyik ilyen rejtélyes eredmény, hogy a Nap déli pólusa 80 000 Kelvin-rel hidegebb, mint az Északi-sark. A tudósokat összezavarja ez az eltérés, mivel a hatás függetlennek tűnik a Nap mágneses polaritásától (amely 11 évente mágneses irányban északról mágneses irányba mozog). Ulysses képes volt felmérni a napfény hőmérsékletet azáltal, hogy mintavételezi az ionokat a napszélben, 300 millió km távolságra az északi és a déli pólus felett. Az oxigénionok (O6+/ O7+), a plazma körülményeit a koronális lyuk alján meg lehetett mérni.
Ez továbbra is nyitott kérdés, és a napfizikusok jelenleg csak azért magyarázhatnak fel annak a lehetőségét, hogy a sarkvidéki régiókban a Naprendszer szerkezete valamilyen módon különbözik. Kár, hogy Ulysses megrázta a port, ezt megtehetjük egy sarki keringővel, hogy több eredményt érjen el (lásd Ulysses űrhajó meghal a természetes okokból).
9. Mars rejtélyek
Miért különböznek radikálisan a marsi félgömbök? Ez egy rejtély, amely évek óta csalódott a tudósokon. A Mars északi féltekéje túlnyomórészt jellegtelen alföld, míg a déli féltekén hegyláncok vannak feltöltve, amelyek hatalmas hegyvidékeket képeznek. Már a Mars tanulmányának nagyon korai szakaszában elvetették azt az elméletet, miszerint a bolygót valami nagyon nagy sújtotta (ezáltal a hatalmas alföld vagy egy hatalmas hatású medence jött létre). Ennek oka elsősorban az volt, hogy az alföld nem jellemezte egy ütköző kráter földrajzát. A kezdéshez nincs kráter „felni”. Ráadásul az ütközés zóna nem kör alakú. Mindez más magyarázatra mutatott. A caltech-i sasszemű kutatók azonban nemrégiben áttekintették az ütközéselméletet és kiszámították, hogy egy hatalmas szikla 1600–2,700 km átmérőjű. tud hozzon létre az északi félteké alföldjét (lásd A Mars két arca megmagyarázva).
Bónusz rejtély: Létezik-e a Mars átok? Sok előadás, weboldal és könyv szerint van valami (szinte paranormális) az űrben, amely robot Mars felfedezőinek eszik (vagy megsérti). Ha megnézi a statisztikákat, akkor megbocsátana neked, hogy kicsit sokkolta: Az összes Mars-küldetés csaknem kétharmada kudarcot vallott. Az orosz Marshoz kötött rakéták felrobbantottak, az amerikai műholdak elhaltak a repülés közepén, a brit leszállók megjelölték a Vörös Bolygó táját; egyetlen Mars-misszió sem immunis a „Mars-háromszög” ellen. Tehát van odakint egy „galaktikus ghoul”, aki összezavarja a „robotjainkat? Bár ez vonzó lehet néhányunknak babonás népek számára, az űrhajók döntő többsége azért veszített el A Mars átok elsősorban a Mars felé tartó úttörő missziók során bekövetkezett súlyos veszteségek miatt. A legutóbbi veszteségi arány összehasonlítható a Naprendszer más bolygóinak feltárása során elszenvedett veszteségekkel. Noha a szerencsének kicsi a szerepe, ez a rejtély inkább babona, mint bármi mérhető (lásd 11 A „Mars átok”: Miért nem sikerült olyan sok küldetés?).
8. A Tunguska esemény
Mi okozta a Tunguska ütést? Felejtsd el, hogy a Fox Mulder berepül az orosz erdőkbe. Ez nem egy X-Files epizód. 1908-ban a Naprendszer dobta valami ránk ... de nem tudjuk mi. Ez tartós rejtély azóta, amikor a szemtanúk fényes villanást írtak le (amely száz mérföld távolságban lehetett látni) az oroszországi Podkamennaya Tunguska folyón. A vizsgálat során egy hatalmas területet megsemmisítettek; mintegy 80 millió fát vágtak ki, mint gyufaszálot, és több mint 2000 négyzetkilométert lelapultak. De nem volt kráter. Mi esett le az égből?
Ez a rejtély még mindig nyitott eset, bár a kutatók a „légzsugorodás” valamilyen formájára fogadják fogadásaikat, amikor üstökös vagy meteorit a föld fölé robbant. Egy nemrégiben végrehajtott kozmikus kriminalisztikai tanulmány egy lehetséges asteroid-fragmens lépéseit vonta le annak reményében, hogy megtalálja eredetét és talán még a szülő aszteroidát is megtalálja. Nekik vannak gyanúsítottak, de az érdekes dolog az, hogy az ütközés helyén meteoritok vannak mellette. Eddig nem látszik sok magyarázat erre, de nem hiszem, hogy Muldernek és Scully-nak be kellene vonniuk őket (lásd Megtalálták a Tunguska Meteoroid unokatestvéreit?).
7. Uránusz dőlése
Miért forog az Uránus oldalán? Az furcsa bolygó Uránusz. Míg a Naprendszer többi bolygójának forgástengelye az ekliptikus síktól „felfelé” mutat, az Uránusz az oldalán fekszik, 98 fokos tengelyirányú döntéssel. Ez azt jelenti, hogy nagyon hosszú ideig (egyszerre 42 évig) akár északi, akár déli pólusa közvetlenül a Nap felé mutat. A bolygók többsége „prograde” forgással rendelkezik; az összes bolygó az óramutató járásával megegyezően forog, ha a Naprendszer felülről (azaz a Föld északi pólusa felett) nézünk. A Vénusz ugyanakkor pontosan ellenkezőleg cselekszik, visszafordulással rendelkezik, ami arra az elméletre vezet, hogy fejlődésének korai szakaszában nagy erőhatás miatt elindult a tengelyről. Ugyanez történt az Uránussal is? Egy hatalmas test sújtotta?
Egyes tudósok úgy vélik, hogy az Uránusz kozmikus ütés és áldozat áldozata volt, mások szerint sokkal elegánsabb módon lehet leírni a gáz óriás furcsa konfigurációját. A Naprendszer evolúciójának korai szakaszában az asztrofizikusok olyan szimulációkat futtattak, amelyek azt mutatják, hogy a Jupiter és a Szaturnusz pályakeresztje 1: 2-es keresztmetszetű keresztirányú rezonanciát mutatott. A bolygók felbomlása ezen időszakában a Jupiter és a Szaturnum együttes gravitációs hatása az orbitális lendületet átadta a kisebb gáz óriás Uránusznak, és a tengelyétől leütötte. További kutatásokat kell végezni annak megállapítása érdekében, hogy valószínűbb-e, hogy egy Föld méretű kőzet Uranust érintette, vagy Jupiter és a Szaturnusz hibáznak.
6. A Titán légköre
Miért van a Titan légköre? Titán, a Szaturnusz egyik holdja, a csak hold a Naprendszerben, jelentős légkörrel. Ez a Naprendszer második legnagyobb holdja (csak a Jupiter Hold Ganymede-hez viszonyítva) és mintegy 80% -kal hatalmasabb, mint a Föld holdja. Bár a földi szabványokkal összehasonlítva kicsi, Föld-szerűbb, mint amennyit mi hitelképessé teszünk. A Marsot és a Vénust gyakran Föld testvéreiként említik, de légkörük 100-szor vékonyabb, illetve 100-szor vastagabb. A Titán légköre viszont csak másfélszer vastagabb, mint a Földé, plusz főleg nitrogénből áll. A nitrogén uralja a Föld légkörét (80% összetételnél), és a Titans légkört (95% -os összetételnél). De honnan származott az összes nitrogén? Mint a Földön, ez rejtély.
A Titan olyan érdekes hold, és gyorsan válik az életkeresés fő célpontjává. Nemcsak vastag atmoszférájú, hanem felülete tele van szénhidrogénekkel, amelyekről azt gondolják, hogy „tholineket” vagy prebiotikus vegyületeket tartalmaznak. Ehhez hozzáadjuk a Titán légkörben zajló elektromos aktivitást, és hihetetlen holdunk van, amelynek hatalmas lehetősége van az élet fejlődésére. De honnan jött a légkör ... mi csak nem tudjuk.
5. Napelemes koronális fűtés
Miért melegebb a napenergia atmoszféra, mint a nap felszíne? Ez egy olyan kérdés, amely több mint fél évszázad óta rontja a napfizikusokat. A nap koronájának korai spektroszkópiai megfigyelései valami megdöbbentő felfedték a napot: A Nap légköre ilyen melegebb mint a fotoszféra. Valójában olyan meleg, hogy összehasonlítható legyen a Nap magjában található hőmérsékletekkel. De hogyan történhet ez? Ha bekapcsol egy izzót, akkor az üveg izzó körül levegő melegebb lesz, mint maga az üveg; Ahogy közelebb kerülsz a hőforráshoz, melegebb lesz, nem pedig hűvösebb. De pontosan ezt csinálja a Nap, a napfény gömb hőmérséklete körülbelül 6000 Kelvin, miközben a plazma csak néhány ezer kilométerre van a fotoszféra felett. 1 millió Kelvin. Mint mondhatjuk, úgy tűnik, hogy mindenféle fizikai törvény megsértett.
A napfizikusok azonban fokozatosan bezárják azokat a kérdéseket, amelyek ezt a titokzatos koronális melegítést okozhatják. Ahogy a megfigyelési technikák javulnak, és az elméleti modellek kifinomultabbá válnak, a napsugárzást mélyebben lehet tanulmányozni, mint valaha. Most úgy gondolják, hogy a koronális melegítési mechanizmus a napenergia atmoszférájában mágneses hatások kombinációja lehet. Két fő jelölt van a koronafűtésre: nanoszálak és hullámfűtés. Mindig is óriási támogatója voltam a hullámfűtési elméleteknek (kutatásaim nagy részét a mágneses hidrodinamikai hullám interakcióinak szimulálására fordítottam a koronális hurkok mentén), de szilárd bizonyítékok vannak arra, hogy a nanoszálak befolyásolják a koronális melegítést is, valószínűleg együtt dolgozva a hullámmal fűtés.
Annak ellenére, hogy elég biztosak vagyunk abban, hogy a hullámfűtés és / vagy a nanoszálak felelősek lehetnek, mindaddig, amíg a szonda mélyen be nem helyezhető a napsugárkoronába (amelyet jelenleg a Solar Probe misszióval tervezünk), figyelembe véve in situ a koronális környezet méréseit, nem tudjuk biztosan mit melegíti a koronát (lásd A meleg koronális hurkok tarthatják a kulcsot a forró napsugárzáshoz).
4. Üstökös por
Hogyan jelentek meg az intenzív hőmérsékleten képződött por a fagyasztott üstökösökben? A üstökösök a Naprendszer jeges, poros nomádjai. Gondolva, hogy az űr legkülső részein, a Kuiper-övben (a Plútó körüli pályán) vagy az Oort-felhő nevű titokzatos régióban fejlődtek ki, ezeket a testeket időnként kopogtatják és esnek a Nap gyenge gravitációs vonzása alá. Amint a belső Naprendszer felé esnek, a Nap hője a jég elpárolgásához vezet, és kómának nevezik az üstökös farkát. Sok üstökös egyenesen a Napba esik, de mások szerencsésebbek, ha rövid ideig tartanak (ha a Kuiperi övezetből származnak) vagy hosszú (ha az Oort felhőből származnak) a Nap pályáján.
Valami furcsát találtak a NASA 2004. évi Stardust missziója által a Comet Wild-2-hez gyűjtött porban. Ebből a befagyott testből származó por szemcsék magas hőmérsékleten alakultak ki. Úgy gondolják, hogy a Wild-2 üstökös a Kuiper-övezetből származik és ott fejlődik, tehát hogyan lehet ezeket az apró mintákat olyan körülmények között kialakítani, amelyek hőmérséklete több mint 1000 Kelvin?
A Naprendszer körülbelül 4,6 milliárd évvel ezelőtt egy ködből fejlődött ki, és lehűléskor nagy akkumulációs korongot alkotott. A Wild-2-ből begyűjtött mintákat csak az akkumulációs tárcsa középső részén, a fiatal Nap közelében képezhették volna, és valami a Naprendszer távolabbi pontjaiba szállította őket, végül a Kuiper-övbe. De milyen mechanizmus teheti ezt? Nem vagyunk biztosak benne (lásd Az üstökös por nagyon hasonló az aszteroidákhoz).
3. A Kuiperi szikla
Miért hirtelen véget ér a Kuiperi öv? A Kuiperi öv a Naprendszer hatalmas régiója, amely gyűrűt képez a Nap körül, közvetlenül a Neptunusz pályája fölött. Nagyon hasonlít a Mars és a Jupiter közötti aszteroida övre. A Kuiper-öv milliónyi apró sziklás és fém testet tartalmaz, de 200-szor hatalmasabb. Nagy mennyiségű vizet, metánt és ammóniát is tartalmaz, az onnan származó kometáris magok alkotóelemeit (lásd fent # 4). A Kuiper-öv a törpe bolygó-lakójáról, Plutonról és (újabban) Plutoid „Makemake” társáról is ismert.
A Kuiper-öv a Naprendszer eléggé még felfedezetlen területe (a türelmetlenül várjuk, hogy a NASA New Horizons Plútó missziója 2015-ben megérkezzen), de már valami rejtvényt kidobott. Kuiper-öves tárgyak (KBO-k) népessége hirtelen csökken 50 AU távolságra a Naptól. Ez meglehetősen furcsa, mivel az elméleti modellek előrejelzik egy növekedés a KBO-k számán ezen a ponton túl. A leesés annyira drámai, hogy ezt a funkciót „Kuiper-szikla” -nak nevezték el.
Jelenleg nincs magyarázat a Kuiper-sziklára, de vannak elméletek. Az egyik elképzelés az, hogy valóban nagyon sok az 50 AU-nál nagyobb KBO-k, csak az, hogy valamilyen okból nem hajlandóak nagyobb tárgyakat képezni (és ezért nem figyelhetők meg). Egy másik ellentmondásos ötlet az, hogy a Kuiper-sziklán túli KBO-kat egy bolygótest elpusztította, valószínűleg a Föld vagy a Mars méretével. Számos csillagász vitatja ezt, hivatkozva arra, hogy nincs megfigyelő bizonyíték arra, hogy valami nagy körül kering a Kuiper-övezet körül. Ez a bolygóelmélet azonban nagyon hasznos volt a kimenő végzettek számára, és nem megfelelő „bizonyítékokat” szolgáltatott Nibiru vagy a „X. bolygó” létezéséhez. Ha van egy bolygó odakint, akkor az biztos nem „Bejövő levelek”, és minden bizonnyal az nem 2012-ben érkezik a küszöbünkre.
Tehát röviden, fogalmunk sincs, miért létezik a Kuiperi szikla ...
2. Az úttörő anomália
Miért sodródnak a Pioneer szondák a pályán? Most ez az asztrofizikusok számára zavaró kérdés, és a Naprendszer megfigyeléseiben talán a legnehezebb válaszolni. A Pioneer 10 és 11-et 1972-ben és 1973-ban indították vissza, hogy felfedezzék a Naprendszer külső határait. Útközben a NASA tudósai észrevették, hogy mindkét szondán valami meglehetősen furcsa volt; váratlan Napkártya-gyorsulást tapasztaltak, és elmozdították őket a pályáról. Noha csillagászati szempontból ez az eltérés nem volt hatalmas (10 milliárd km utazás után 386 000 km távolságra volt a pályáról), mindazonáltal eltérés volt, és az asztrofizikusok veszteséggel magyarázhatják, mi folyik itt.
Az egyik fő elmélet azt sugallja, hogy a szonda testének körüli nem egyenletes infravörös sugárzás (a radioizotóp termoelektromos generátoraiban a plutónium radioaktív izotópjáról) elsősorban az egyik oldalon fotonokat bocsáthat ki, ami kis lendületet ad a Nap felé. A többi elmélet kissé egzotikusabb. Talán Einstein általános relativitáselméletét módosítani kell a mély űrben történő hosszú utakon? Vagy valószínűleg a sötét anyagnak is van szerepe, lassító hatással van a Pioneer űrhajóra?
Eddig csak az eltérés 30% -át lehet megállapítani az egyenetlen hőeloszlási elméletre, és a tudósok veszteséggel találnak egyértelmű választ (lásd: Az úttörő anomália: eltérés az Einstein gravitációjától?).
1. Az Oort felhő
Honnan tudjuk, hogy az Oort-felhő még létezik? Ami a Naprendszer rejtélyeit illeti, a Pioneer-rendellenességet nehéz követni, de az Oort-felhő (véleményem szerint) a legnagyobb rejtély. Miért? Soha nem láttuk, ez egy hipotetikus térrész.
Legalább a Kuiper-övvel megfigyelhetjük a nagy KBO-kat és tudjuk, hol van, de az Oort-felhő túl messze van (ha valóban ott van). Először: az Oort felhő várhatóan több mint 50 000 AU lesz a Naptól (ez közel egy fényévnyire van), ami a legközelebbi csillagszomszédunk, a Proxima Centauri felé vezető út kb. 25% -át teszi ki. Az Oort felhő tehát nagyon messze van. Az Oort-felhő külső határa nagyjából a Naprendszer szélén helyezkedik el, és ebben a távolságban az Oort-felhő tárgyainak milliárdjai nagyon lazán kötődnek a Naphoz. Ezért drámai hatással lehet rájuk a közeli csillagok áthaladása. Úgy gondolják, hogy az Oort Cloud zavara a jeges testek időszakos befelé esését idézheti elő, hosszú távú üstökösöket hozva létre (például Halley üstökösét).
Valójában ez az egyetlen oka annak, hogy a csillagászok úgy vélik, hogy létezik az Oort-felhő. Ez a hosszú távú jeges üstökösök forrása, amelynek erősen excentrikus keringési pályái az ekliptikus síkon kívül eső régiókból származnak. Ez azt is sugallja, hogy a felhő körülveszi a Naprendszert, és nem korlátozódik az ökliptika körüli övre.
Tehát úgy tűnik, hogy az Oort felhő ott van, de közvetlenül nem tudjuk megfigyelni. Könyveimben ez a legnagyobb rejtély Naprendszerünk legkülső régiójában.
