[/caption]
Vsi smo se v nekem trenutku spraševali, kakšne skrivnosti ima naš sončni sistem. Konec koncev, osem planetov (pluton in vsetisti drugipritlikavi planeti) krožijo znotraj zelo majhnega volumna heliosfere (volumen prostora, v katerem prevladuje vpliv Sonca), kaj se dogaja v preostalem volumnu, ki mu pravimo naš dom? Ko potisnemo več robotov v vesolje, izboljšamo svoje opazovalne sposobnosti in začnemo sami doživljati prostor, izvemo vse več o naravi, od kod prihajamo, in kako so se planeti razvili. Toda tudi z našim naprednim znanjem bi bili naivni, če bi mislili, da imamo vse odgovore, zato je treba še veliko razkriti. Torej, z osebnega vidika, kaj bi menil za največje skrivnosti v našem Osončju? No, ti bom povedalmojdeset najbolj priljubljenih nekaterih bolj zmedenih ugank, ki nam jih je postavil naš Osončje. Torej, da bi se kroglica zakotalila, bom začel na sredini, s Soncem. (Ničesar od naslednjega ni mogoče razložiti s temno snovjo, če ste se spraševali ... pravzaprav bi lahko, vendar le malo…)
10. Temperaturna neusklajenost sončnega pola
Podatki od Ulysses (D. McComas)
Zakaj je Sončev južni pol hladnejši od severnega?Sončna sonda Ulysses nam že 17 let daje pogled na Sonce brez primere. Potem ko so ga leta 1990 izstrelili na Space Shuttle Discovery, se je neustrašni raziskovalec podal na neortodoksno potovanje po Osončju. Z uporabo Jupitra za gravitacijsko fračo je bil Uliks vržen iz ravnine ekliptike, da bi lahko mimokonecsonce v polarni orbiti (vesoljsko plovilo in planeti običajno krožijo okoli sončnega ekvatorja). To je kraj, kjer je sonda potovala skoraj dve desetletji in dosegla neverjetne rezultatein-situopazovanja sončnega vetra in razkrivanje resnične narave dogajanja na polih naše zvezde. Žal, Ulysses umira od starosti in poslanstva se je dejansko končalo 1. julija (čeprav nekaj komunikacije z obrtjo ostaja).
Vendar pa lahko opazovanje neraziskanih območij Sonca ustvari osupljive rezultate. Eden takšnih skrivnostnih rezultatov je, da je južni pol Sonca hladnejši od severnega za 80.000 Kelvinov. Znanstveniki so zaradi tega neskladja zmedeni, saj se zdi, da je učinek neodvisen od magnetne polarnosti Sonca (ki vsakih 11 let obrne magnetni sever na magnetni jug). Ulysses je lahko izmeril sončno temperaturo z vzorčenjem ionov v sončnem vetru na razdalji 300 milijonov km nad severnim in južnim polom. Z merjenjem razmerja kisikovih ionov (O6+/ALI7+), je bilo mogoče izmeriti plazemske razmere na dnu koronalne luknje.
To ostaja odprto vprašanje in edina razlaga, ki si jo lahko sončni fiziki trenutno ponudijo, je možnost, da Sončna struktura v polarnih regijah se na nek način razlikuje . Škoda, da je Ulysses ugriznil prah, lahko bi naredili s polarnim orbiterjem, da bi dosegli več rezultatov (gl. Vesoljsko plovilo Ulysses umira zaradi naravnih vzrokov ).
9. Marsove skrivnosti
Mars, navaden planet. Tukaj ni skrivnosti ... (NASA/Hubble)
Zakaj so marsovske poloble tako radikalno različne?To je ena skrivnost, ki je leta razočarala znanstvenike. Severna polobla Marsa je pretežno brezhibna nižina, medtem ko je južna polobla polna gorskih verig, ki ustvarjajo obsežno višavje. Zelo zgodaj pri preučevanju Marsa je bila zavržena teorija, da je planet prizadelo nekaj zelo velikega (tako je ustvarilo obsežne nižine ali ogromen udarni bazen). To je bilo predvsem zato, ker nižine niso imele geografskega položaja udarnega kraterja. Za začetek ni 'roba' kraterja. Poleg tega območje udarca ni krožno. Vse to je kazalo na neko drugo razlago. Toda raziskovalci z orlovimi očmi na Caltechu so pred kratkim ponovno pregledali teorijo udarca in izračunali, da je velika skala s premerom od 1600 do 2700 kmlahkoustvarite nižine severne poloble (gl Razložena dva obraza Marsa ).
Bonus skrivnost:Ali Marsovo prekletstvo obstaja?Glede na številne oddaje, spletna mesta in knjige je nekaj (skoraj paranormalnega) v vesolju, ki poje (ali posega) v naše robotske raziskovalce Marsa. Če pogledate statistiko, bi vam bilo odpuščeno, da ste bili nekoliko šokirani: skoraj dve tretjini vseh misij na Mars sta neuspešni. Ruske rakete, namenjene Marsu, so raznesle, ameriški sateliti so umrli med letom, britanski pristajalniki so zaznamovali pokrajino Rdečega planeta; nobena misija na Mars ni imuna na »Marsov trikotnik«. Ali je torej tam zunaj »galaktični ghul«, ki se zafrkava z našimi »boti«? Čeprav je to morda privlačno za nekatere od nas vraževernih ljudi, je velika večina vesoljskih plovil izgubljena zaradiMarsovo prekletstvoje predvsem posledica velikih izgub med pionirskimi misijami na Mars. Nedavna stopnja izgub je primerljiva z izgubami, ki so jih utrpele pri raziskovanju drugih planetov v Osončju. Čeprav ima lahko sreča majhno vlogo, je ta skrivnost bolj vraževerje kot karkoli merljivega (gl. 'Marsovo prekletstvo': zakaj je toliko misij neuspešno? ).
8. Tunguška prireditev
Umetniški vtis o dogodku Tunguska (www.russianspy.org)
Kaj je povzročilo udar Tunguske?Pozabite na Foxa Mulderja, ki potuje po ruskih gozdovih, to ni epizoda Dosjejev X. Leta 1908 je Osončje vrglonekajpri nas ... pa ne vemo kaj. To je bila trajna skrivnost, odkar so očividci opisali svetel blisk (ki ga je bilo mogoče videti na stotine kilometrov stran) nad reko Podkamennaya Tunguska v Rusiji. Pri preiskavi je bilo ogromno območje zdesetkano; okoli 80 milijonov dreves je bilo podrtih kot vžigalice in več kot 2000 kvadratnih kilometrov je bilo zravnanih. A kraterja ni bilo. Kaj je padlo z neba?
Ta skrivnost je še vedno odprta, čeprav raziskovalci postavljajo svoje stave o nekakšni obliki 'zračnega izbruha', ko je komet ali meteorit vstopil v ozračje in eksplodiral nad tlemi. Nedavna kozmična forenzična študija je ponovno izsledila korake možnega fragmenta asteroida v upanju, da bo odkrila njegov izvor in morda celo našla starševski asteroid. Imajo svoje osumljence, a zanimivo je, da na mestu udarca skoraj ni nobenih meteoritov. Zaenkrat se zdi, da za to ni veliko razlage, vendar menim, da Mulder in Scully ni treba sodelovati (gl. Najdeni bratranci meteoroidov Tunguske? ).
7. Uranov nagib
Uran. Ali je na svoji strani (NASA/Hubble)
Zakaj se Uran vrti na svoji strani?Čuden planet je Uran. Medtem ko imajo vsi drugi planeti v Osončju bolj ali manj os vrtenja obrnjena 'navzgor' iz ravnine ekliptike, Uran leži na boku z aksialnim nagibom 98 stopinj. To pomeni, da je njen severni ali južni pol zelo dolga obdobja (42 let hkrati) usmerjena neposredno proti Soncu. Večina planetov ima »progradno« rotacijo; vsi planeti se vrtijo v nasprotni smeri urnega kazalca, če jih gledamo od zgoraj osončja (tj. nad severnim polom Zemlje). Venera pa počne ravno nasprotno, ima retrogradno rotacijo, kar vodi v teorijo, da je bila zaradi velikega udarca v zgodnji fazi evolucije vržena z osi. Se je torej to zgodilo tudi Uranu? Ali ga je zadelo ogromno telo?
Nekateri znanstveniki verjamejo, da je bil Uran žrtev kozmičnega udarca in bega, drugi pa verjamejo, da morda obstaja bolj eleganten način za opis čudne konfiguracije plinskega velikana. Na začetku razvoja Osončja so astrofiziki izvedli simulacije, ki kažejo, da je orbitalna konfiguracija Jupitra in Saturna morda prečkala orbitalno resonanco 1:2. V tem obdobju planetarnih motenj je skupni gravitacijski vpliv Jupitra in Saturna prenesel orbitalni zagon na manjšega plinastega velikana Urana in ga zbil z osi. Opraviti je treba več raziskav, da bi ugotovili, ali je večja verjetnost, da je kamnina velikosti Zemlje prizadela Uran ali pa sta za to kriva Jupiter in Saturn.
6. Titanova atmosfera
Lažna barvna slika Titanove atmosfere. Zasluge: NASA/JPL/Inštitut za vesoljske znanosti/ESA
Zakaj ima Titan vzdušje?Titan, ena od Saturnovih lun, jesamoluna v Osončju s pomembno atmosfero. Je druga največja luna v Osončju (druga le za Jupitrovo luno Ganimed) in približno 80 % masivnejša od Zemljine lune. Čeprav je majhen v primerjavi z zemeljskimi standardi, je bolj podoben Zemlji, kot mu pripisujemo. Mars in Venera se pogosto navajata kot Zemljina brata in sestre, vendar je njuna atmosfera 100-krat tanjša oziroma 100-krat debelejša. Po drugi strani je Titanova atmosfera le poldrugokrat debelejša od Zemljine, poleg tega pa je v glavnem sestavljena iz dušika. Dušik prevladuje v Zemljini atmosferi (pri 80-odstotni sestavi) in prevladuje v atmosferi Titanov (pri 95-odstotni sestavi). Toda od kod ves ta dušik? Tako kot na Zemlji je skrivnost.
Titan je tako zanimiva luna in hitro postaja glavna tarča iskanja življenja. Ne samo, da ima gosto ozračje, njegova površina je nabito poln z ogljikovodiki domnevno je poln 'tolinov' ali prebiotičnih kemikalij. Temu dodajte električna aktivnost v ozračju Titana in imamo neverjetno luno z ogromnim potencialom za razvoj življenja. Toda od kod izvira njegovo vzdušje ... enostavno ne vemo.
5. Sončno koronalno ogrevanje
Koronalne zanke, kot jih je posnel TRACE pri 171 Angstromih (1 milijon stopinj C) (NASA/TRACE)
Zakaj je sončna atmosfera bolj vroča od sončne površine?Zdaj je to vprašanje, ki sončne fizike muči že več kot pol stoletja. Zgodnja spektroskopska opazovanja sončne korone so razkrila nekaj zmedenega: Sončeva atmosfera jebolj vročekot fotosfera. Pravzaprav je tako vroče, da je primerljivo s temperaturami v Sončevem jedru. Toda kako se to lahko zgodi? Če vklopite žarnico, zrak, ki obdaja stekleno žarnico, ne bo bolj vroč kot steklo samo; ko se približaš viru toplote, postane toplejši, ne hladnejši. Toda točno to počne Sonce, sončna fotosfera ima temperaturo okoli 6000 Kelvinov, medtem ko je plazme le nekaj tisoč kilometrov nad fotosfero konec.1 milijon Kelvinov. Kot lahko ugotovite, se zdi, da so kršene vse vrste fizikalnih zakonov.
Vendar pa sončni fiziki postopoma ugotavljajo, kaj bi lahko povzročilo to skrivnostno koronalno segrevanje. Kot izboljšajo se opazovalne tehnike in teoretični modeli postanejo bolj izpopolnjeni, sončno atmosfero je mogoče preučevati bolj poglobljeno kot kdaj koli prej. Zdaj se domneva, da je mehanizem koronalnega ogrevanja lahko kombinacija magnetnih učinkov v sončni atmosferi. Obstajata dva glavna kandidata za koronsko ogrevanje: nanofleke in valovno ogrevanje . Na primer, sem bil vedno velik zagovornik teorij valovnega segrevanja (velik del moje raziskave je bil namenjen simulaciji interakcij magnetohidrodinamičnih valov vzdolž koronalnih zank), vendar obstajajo trdni dokazi, da nanofleke vplivajo tudi na koronalno segrevanje, morda delujejo v tandemu z valovi ogrevanje.
Čeprav smo precej prepričani, da je lahko krivo valovno ogrevanje in/ali nanofleke, dokler ne vstavimo sonde globoko v sončno korono (kar je trenutno načrtovano z Misija sončne sonde ), jemanjein-situmeritve koronalnega okolja, ne bomo zagotovo vedelikajsegreva korono (gl Tople koronalne zanke so lahko ključ do vroče sončne atmosfere ).
4. Komet Prah
Kometi - od kod prihaja njihov prah?
Kako se je prah, ki je nastal pri intenzivnih temperaturah, pojavil v zamrznjenih kometih?Kometi so ledeni, prašni nomadi Osončja. Za domnevo, da so se razvila v najbolj oddaljenih delih vesolja, v Kuiperjevem pasu (okoli orbite Plutona) ali v skrivnostnem območju, imenovanem Oortov oblak, se ta telesa občasno udarijo in padejo pod šibko gravitacijsko silo Sonca. Ko padejo proti notranjemu Osončju, bo sončna toplota povzročila, da se led izhlapi in ustvari kometni rep, znan kot koma. Številni kometi padejo naravnost v Sonce, drugi pa imajo več sreče, saj zaključijo kratkoročno (če izvirajo iz Kuiperjevega pasu) ali dolgoročno (če izvirajo iz Oortovega oblaka) orbito Sonca.
Toda nekaj nenavadnega je bilo najdeno v prahu, ki ga je zbral Nasina misija Stardust 2004 na komet Wild-2. Zdi se, da so prašna zrna iz tega zamrznjenega telesa nastala pri visokih temperaturah. Verjame se, da komet Wild-2 izvira iz Kuiperjevega pasu in se je razvil v njem, kako bi torej lahko nastali ti drobni vzorci v okolju s temperaturo nad 1000 Kelvinov?
Osončje se je razvilo iz meglice pred približno 4,6 milijarde let in je med ohlajanjem oblikovalo velik akrecijski disk. Vzorci, zbrani iz Wild-2, so lahko nastali le v osrednjem predelu akrecijskega diska, blizu mladega Sonca, in nekaj jih je preneslo v daljne predele Osončja in na koncu končalo v Kuiperjevem pasu. Toda kateri mehanizem bi to lahko naredil? Nismo preveč prepričani (gl Kometni prah je zelo podoben asteroidom ).
3. Kuiperjeva pečina
Telesa v Kuiperjevem pasu (Don Dixon)
Zakaj se Kuiperjev pas nenadoma konča?Kuiperjev pas je ogromna regija sončnega sistema, ki tvori obroč okoli Sonca tik za orbito Neptuna. Podoben je asteroidnemu pasu med Marsom in Jupitrom, Kuiperjev pas vsebuje na milijone majhnih kamnitih in kovinskih teles, vendar je 200-krat večji. Vsebuje tudi veliko količino ledu vode, metana in amoniaka, ki je sestavina kometnih jeder, ki izvirajo od tam (glej točko 4 zgoraj). Kuiperjev pas je znan tudi po svojem pritlikavem planetu, Plutonu in (v zadnjem času) kolega Plutoid 'Makemake' .
Kuiperjev pas je tako kot je že precej neraziskana regija Osončja (nestrpno čakamo na Nasina misija New Horizons Pluton tja prispeti leta 2015), vendar je že vrglo nekaj uganke. Populacija predmetov Kuiperjevega pasu (KBO) nenadoma upada na razdalji 50 AU od Sonca. To je precej nenavadno, saj teoretični modeli napovedujejoporastv številu KBO, ki presega to točko. Padec je tako dramatičen, da so to funkcijo poimenovali 'Kuiper Cliff'.
Trenutno nimamo razlage za Kuiperjevo pečino, vendar obstaja nekaj teorij. Ena ideja je, da je res veliko KBO-jev, ki presegajo 50 AU, le da se iz nekega razloga niso narasli, da bi tvorili večje objekte (in jih zato ni mogoče opaziti). Druga bolj kontroverzna ideja je, da je KBO onkraj Kuiperjeve pečine odneslo planetarno telo, verjetno velikosti Zemlje ali Marsa. Mnogi astronomi temu nasprotujejo, saj navajajo pomanjkanje opazovalnih dokazov o nečem tako velikem, ki kroži zunaj Kuiperjevega pasu. Vendar je bila ta planetarna teorija zelo uporabna za tiste, ki napovedujejo pogubo, saj je zagotovila šibke 'dokaze' za obstoj Nibiruja ali 'Planeta X'. Če tam zunaj obstaja planet, zagotovo jene'dohodna pošta' in zagotovo jene leta 2012 na naš prag .
Torej, skratka, nimamo pojma, zakaj obstaja Kuiperjeva pečina ...
2. Pionirska anomalija
Umetniški vtis sonde Pioneer 10 (NASA)
Zakaj se Pioneer sonde zamaknejo s tečaja?Zdaj je to zmedeno vprašanje za astrofizike in verjetno najtežje vprašanje, na katerega je treba odgovoriti v opazovanjih sončnega sistema. Pioneer 10 in 11 sta bila izstreljena v letih 1972 in 1973 za raziskovanje zunanjih dosegov Osončja. Na svoji poti so znanstveniki NASA opazili, da sta obe sondi doživljali nekaj precej čudnega; doživljali so nepričakovan pospešek proti soncu, ki jih je potisnil s tečaja. Čeprav to odstopanje po astronomskih standardih ni bilo veliko (386.000 km s tečaja po 10 milijardah kilometrov potovanja), je bilo vseeno odstopanje in astrofiziki ne morejo razložiti, kaj se dogaja.
Ena od glavnih teorij domneva, da lahko neenakomerno infrardeče sevanje okoli telesa sond (iz radioaktivnega izotopa plutonija v njegovih radioizotopnih termoelektričnih generatorjih) oddaja fotone prednostno na eni strani, kar daje majhen pritisk proti Soncu. Druge teorije so nekoliko bolj eksotične. Morda je treba Einsteinovo splošno relativnost spremeniti za dolge pohode v globok vesolje? Ali pa ima morda temna snov svojo vlogo, saj upočasnjuje učinek na vesoljsko plovilo Pioneer?
Zaenkrat je le 30 % odstopanja mogoče pritrditi na teorijo neenakomerne porazdelitve toplote in znanstveniki ne morejo najti očitnega odgovora (gl. Anomalija Pioneer: odstopanje od Einsteinove gravitacije? ).
1. Oortov oblak
Umetnikov vtis o Oortovem oblaku. (NASA/JPL)
Kako vemo, da Oortov oblak sploh obstaja?Kar zadeva skrivnosti sončnega sistema, je anomalija Pioneer težko slediti, vendar je Oortov oblak (po mojem mnenju) največja skrivnost od vseh. zakaj? Nikoli ga nismo videli,je hipotetično območje prostora.
Vsaj s Kuiperjevim pasom lahko opazujemo velike KBO in vemo, kje je, vendar je Oortov oblak predaleč (če je res tam zunaj). Prvič, predvideva se, da bo Oortov oblak oddaljen več kot 50.000 AJ od Sonca (to je skoraj svetlobno leto), kar pomeni, da je približno 25 % poti proti naši najbližji zvezdni sosedi, Proksimi Centauri. Oortov oblak je torej zelo daleč. Zunanji del Oortovega oblaka je precej rob sončnega sistema in na tej razdalji je milijarde predmetov Oortovega oblaka zelo ohlapno gravitacijsko vezanih na Sonce. Zato lahko nanje dramatično vpliva prehod drugih bližnjih zvezd. Domneva se, da lahko motnje v Oortovem oblaku povzročijo, da ledena telesa občasno padajo navznoter, kar ustvarja dolgotrajne komete (kot je Halleyev komet).
Pravzaprav je to edini razlog, zakaj astronomi verjamejo, da Oortov oblak obstaja vir dolgotrajnih ledenih kometov ki imajo zelo ekscentrične orbite, ki izhajajo iz ekliptične ravnine. To tudi nakazuje, da oblak obdaja Osončje in ni omejen na pas okoli ekliptike.
Torej se zdi, da je Oortov oblak tam zunaj, vendar ga ne moremo neposredno opazovati. V mojih knjigah je to največja skrivnost v najbolj oddaljenem območju našega Osončja ...
