Всі ми в той чи інший момент цікавились, які таємниці має наша Сонячна система. Адже вісім планет (плюс Плутон і всі ті інші карликові планети) орбітують в межах дуже малого об'єму геліосфери (обсяг простору, який домінує під впливом Сонця), що відбувається в іншому обсязі, який ми називаємо своїм домом? Коли ми заштовхуємо більше роботів у космос, вдосконалюємо свої спостережливі можливості та починаємо відчувати простір для себе, ми все більше і більше дізнаємось про природу, звідки ми родом, і про те, як планети розвивалися. Але навіть маючи наші новітні знання, нам було б наївно думати, що у нас є всі відповіді, тому багато ще потрібно розкрити. Отже, з особистої точки зору, що я вважаю найбільшою загадкою в нашій Сонячній системі? Що ж, я вам скажу моє Десять кращих улюбленців декількох заплутаних головоломок, які наша Сонячна система кинула на нас. Отже, щоб м'яч котився, я розпочну посередині, із Сонцем. (Ніщо з наступного не може бути пояснене темною речовиною, на випадок, якщо вам було цікаво ... насправді це може, але лише небагато…)
10. Невідповідність температури сонячного полюса
Чому Південний полюс Сонця крутіший, ніж Північний полюс? Протягом 17 років сонячний зонд Улісс подав нам небачений погляд на Сонце. Після запуску в Space Shuttle Discovery ще в 1990 році, нестримний дослідник здійснив неортодоксальну подорож по Сонячній системі. Використовуючи Юпітер для гравітаційного рогатки, Улісс вискочив із площини еліптики, щоб він міг пройти над Сонце на полярній орбіті (космічний апарат і планети зазвичай орбітують навколо екватора Сонця). Тут зонд мандрував майже два десятиліття, беручи безпрецедентний характер на місці спостереження за сонячним вітром та виявлення справжньої природи того, що відбувається на полюсах нашої зірки. На жаль, Улісс помирає від старості, і місія фактично закінчилася 1 липня (хоча деяке спілкування з ремеслом залишається).
Однак спостереження за незвіданими регіонами Сонця може створити сумнівні результати. Одним із таких загадкових результатів є те, що Південний полюс Сонця прохолодніший від Північного полюса на 80 000 Кельвіна. Вчені збентежені цим розбіжністю, оскільки ефект, здається, не залежить від магнітної полярності Сонця (яке перевертає магнітний північ на магнітний південь кожні 11 років). Улісс зміг виміряти температуру сонячної енергії, взявши проби іонів у сонячному вітрі на відстані 300 мільйонів км над Північним та Південним полюсами. Вимірюючи співвідношення іонів кисню (O6+/ О7+), можна було виміряти умови плазми в основі корональної ями.
Це залишається відкритим питанням, і єдине пояснення, на яке зараз можуть прийти сонячні фізики, - це можливість сонячної структури в полярних областях певним чином відрізнятися. Соромно, що Улісс кусає пил, ми могли б зробити з полярною орбітою, щоб отримати більше результатів (див Космічний корабель Улісса вмирає від природних причин).
9. Таємниці Марса
Чому марсіанські півкулі так кардинально відрізняються? Це одна таємниця, яка розчарувала вчених роками. Північна півкуля Марса - це переважно непомітна низовина, тоді як південна півкуля заповнена гірськими хребтами, створюючи великі нагір'я. Дуже рано на дослідженні Марса була викинута теорія про те, що планету вдарило щось дуже велике (таким чином створивши величезну низину чи величезний басейн басейну). Це пов’язано насамперед з тим, що низовина не містила географії кратера удару. Для початку немає кратера "ободок". Плюс зона впливу не кругла. Все це вказувало на якесь інше пояснення. Але дослідники з орел з Caltech нещодавно переглянули теорію ударників і підрахували, що величезна порода діаметром від 1600 до 2700 км може створити низовини північної півкулі (див Пояснено два обличчя Марса).
Бонусна таємниця: Чи існує Марсове прокляття? Згідно з багатьма шоу, на веб-сайтах і в книгах є щось (майже паранормальне), яке їсть (або підробляє) наші роботизовані дослідники Марса. Якщо ви подивитеся на статистику, вам би пробачили, що трохи шоковані: майже дві третини всіх місій на Марсі провалилися. Російські ракети, пов'язані з Марсом, підірвані, американські супутники загинули в середині польоту, британські десантники позначили краєвид Червоної планети; жодна місія на Марсі не захищена від «Марсового трикутника». Тож чи є там "галактичний упир" возитися з нашими "ботами"? Хоча це може бути привабливим для деяких із нас забобонних людей, але переважна більшість космічних кораблів втрачено через Марсове прокляття в основному через великі втрати під час піонерських місій на Марс. Останній рівень втрат можна порівняти зі збитками, отриманими при дослідженні інших планет Сонячної системи. Хоча удача може зіграти невелику роль, ця таємниця є скоріше забобоном, ніж чим-небудь вимірюваним (див. Див «Прокляття Марса»: чому так багато місій не вдалося?).
8. Тунгуська подія
Що спричинило вплив Тунгуски? Забудьте, що Фокс Малдер їздить по російських лісах, це не епізод X-Файлів. У 1908 році Сонячна система кинула щось у нас ... але ми не знаємо що. Це була невпинна таємниця з тих пір, як очевидці описували яскравий спалах (який можна було побачити за сотні миль) над Підкаменною річкою Тунгуска в Росії. Під час розслідування була знищена величезна площа; було зрублено близько 80 мільйонів дерев, як палички сірників, і понад 2000 квадратних кілометрів було вирівняно. Але кратера не було. Що впало з неба?
Ця таємниця все ще є відкритим випадком, хоча дослідники закладають свої ставки на якусь форму "повітряного вибуху", коли комета або метеорит потрапляють в атмосферу, вибухаючи над землею. Нещодавнє космічне криміналістичне дослідження відхилило кроки можливого фрагмента астероїду в надії знайти його походження і, можливо, навіть знайти батьківський астероїд. У них є свої підозрювані, але інтригуюча річ, що навколо місця удару є метеоритні факти, що не існують. Поки що, схоже, немає пояснень для цього, але я не думаю, що Малдера та Скаллі потрібно брати участь (див. Знайдено двоюрідних братів Тунгуської метеороїда?).
7. Нахил Урана
Чому Уран обертається на боці? Дивна планета - Уран. Поки всі інші планети Сонячної системи більш-менш мають вісь обертання, спрямована "вгору" від площини екліптики, Уран лежить на боці з осьовим нахилом 98 градусів. Це означає, що протягом дуже тривалих періодів (одночасно 42 роки) або північний, або південний полюс вказує безпосередньо на Сонце. Більшість планет мають обертання «програду»; всі планети обертаються проти годинникової стрілки, якщо дивитися зверху Сонячної системи (тобто над Північним полюсом Землі). Однак Венера робить все навпаки, вона має ретроградне обертання, що призводить до теорії про те, що вона була відхилена від осі на початку своєї еволюції через великий вплив. Так це сталося і з Ураном? Чи вдарило його масивне тіло?
Деякі вчені вважають, що Уран став жертвою космічного удару, але інші вважають, що може бути більш елегантний спосіб описати дивну конфігурацію газового гіганта. На початку еволюції Сонячної системи астрофізики провели моделювання, які показують орбітальну конфігурацію Юпітера та Сатурна, можливо, перетнули орбітальний резонанс 1: 2. У цей період планетарного розладу поєднаний гравітаційний вплив Юпітера та Сатурна переніс орбітальний імпульс на менший газовий гігант Уран, збиваючи його поза віссю. Необхідно провести більше досліджень, щоб дізнатись, чи більше ймовірно, що скеля розміром із Землею вплинула на Уран чи винні в цьому Юпітер і Сатурн.
6. Атмосфера Титана
Чому в "Титані" атмосфера? Титан, один з лун Сатурна, - це тільки Місяць у Сонячній системі зі значною атмосферою. Це другий за величиною Місяць у Сонячній системі (другий лише за місяцем Ганімеда Юпітера) і приблизно на 80% масивніший за Місяць Землі. Незважаючи на те, що він малий порівняно з наземними стандартами, він більше схожий на Землю, ніж ми йому присвоюємо це. Марс і Венера часто називають побратимами Землі, але їх атмосфера відповідно в 100 разів тонша і в 100 разів товща. Атмосфера Титана, з іншого боку, лише в півтора рази товща земної, а в основному складається з азоту. Азот домінує в атмосфері Землі (80% склад), а в атмосфері титанів (95% склад). Але звідки взявся весь цей азот? Як на Землі, це таємниця.
Титан - такий цікавий Місяць і швидко стає головною метою пошуку життя. Мало того, що в ньому є густа атмосфера, її поверхня заповнена вуглеводнями, які, як вважається, киплять "толінами" або пребіотичними хімічними речовинами. Додайте до цього електричну активність в атмосфері Титану, і у нас є неймовірний місяць з величезним потенціалом для розвитку еволюції життя. Але щодо того, звідки прийшла його атмосфера… ми просто не знаємо.
5. Сонячне корональне нагрівання
Чому сонячна атмосфера гарячіша за сонячну поверхню? Тепер це питання, яке вже понад півстоліття обдурило сонячних фізиків. Ранні спектроскопічні спостереження сонячної корони виявили щось вражаюче: атмосфера Сонця є гарячіше ніж фотосфера. Насправді він настільки гарячий, що його можна порівняти з температурами, виявленими в ядрі Сонця. Але як це може статися? Якщо ви вмикаєте лампочку, повітря, що оточує скляну лампочку, не буде гарячішим від самого скла; Коли ви наближаєтесь до джерела тепла, воно стає тепліше, а не прохолодніше. Але саме цим займається Сонце, сонячна фотосфера має температуру близько 6000 Кельвінів, тоді як плазма лише на кілька тисяч кілометрів над фотосферою закінчена 1 мільйон Кельвінів. Як ви можете сказати, всі види фізичних законів, схоже, порушуються.
Однак сонячні фізики поступово закриваються в тому, що може спричинити це таємниче корональне нагрівання. У міру вдосконалення методик спостереження і вдосконалення теоретичних моделей сонячну атмосферу можна вивчати більш глибоко, ніж будь-коли раніше. Зараз вважається, що корональний нагрівальний механізм може бути поєднанням магнітних ефектів у сонячній атмосфері. Є два основні кандидати для коронного нагріву: нанофлекси та хвильові нагрівання. Я, наприклад, завжди був величезним прихильником теорій нагріву хвиль (значна частина моїх досліджень була присвячена моделюванню магнітогідродинамічної взаємодії хвиль уздовж корональних петель), але є вагомі докази того, що нанофлари також впливають на корональне нагрівання, можливо, працюючи в тандемі з хвилею опалення.
Хоча ми майже впевнені, що нагрівання хвиль та / або нанофлекси може бути відповідальним, поки ми не зможемо вставити зонд углиб сонячної корони (що зараз планується з місією сонячної зонди), приймаючи на місці вимірювання коронального середовища, ми точно не будемо знати що нагріває корону (див. див Теплі корональні петлі можуть утримувати ключ до гарячої сонячної атмосфери).
4. Комета Пил
Як пил, що утворюється при високій температурі, з’явився в заморожених кометах? Комети - крижані, запорошені кочівники Сонячної системи. Вони, як думали, еволюціонували у найбільш віддалених просторах космосу, в поясі Койпера (навколо орбіти Плутона) або в загадковому регіоні під назвою Хмара Оорта, ці тіла час від часу стукаються і потрапляють під слабкий гравітаційний потяг Сонця. Коли вони падають до внутрішньої Сонячної системи, тепло Сонця призведе до випаровування льоду, створюючи комарний хвіст, відомий як кома. Багато комет потрапляють прямо на Сонце, але іншим щастить більше, закінчуючи короткочасний (якщо вони виникли в поясі Койпера) або тривалий (якщо вони виникли в Хмарі Оорта) орбіту Сонця.
Але щось дивне було знайдено в пилу, зібраному НАСА в 2004 році місією Stardust в Comet Wild-2. Пил із зерен цього замороженого тіла, як виявилося, утворив високі температури. Вважається, що комета Wild-2 походить і розвивається в поясі Койпера, тож як ці крихітні зразки могли утворюватися в середовищі з температурою понад 1000 Кельвінів?
Сонячна система розвивалася з туманності близько 4,6 мільярдів років тому і утворювала великий накопичувальний диск, коли він охолоджувався. Зразки, зібрані з Wild-2, могли сформуватися лише в центральній області накопичувального диска, біля молодого Сонця, і щось транспортувало їх у далекі райони Сонячної системи, врешті-решт опинившись у поясі Койпера. Але який механізм міг це зробити? Ми не надто впевнені (див Пил комети дуже схожий на астероїди).
3. Скеля Койпера
Чому пояс Койпера раптом закінчується? Пояс Койпера - це величезна область Сонячної системи, що утворює кільце навколо Сонця за межами орбіти Нептуна. Він схожий на астероїдний пояс між Марсом і Юпітером, пояс Койпера містить мільйони маленьких скелястих і металевих тіл, але в 200 разів масивніший. Він також містить велику кількість води, метану та аміаку, складових кометних ядер, що походять звідти (див. №4 вище). Пояс Койпера відомий також своїм окупантом карликової планети, Плутоном та (з недавніх пір) товаришем Плутоїдом "Макемаке".
Пояс Койпера - це вже досить не досліджений регіон Сонячної системи (ми з нетерпінням чекаємо, коли місія НАСА "Нові горизонти Плутон" прибуде туди у 2015 році), але вже підкинула щось загадкове. Населення об'єктів поясу Койпера (КБО) раптово зменшується на відстані 50 АС від Сонця. Це досить дивно, оскільки прогнозують теоретичні моделі збільшити у кількості КБО, що перевищують цю точку. Випадання настільки драматичне, що ця функція отримала назву «Скеля Койпера».
Наразі у нас немає пояснень щодо Скелі Куйпера, але є деякі теорії. Одна ідея полягає в тому, що дійсно багато КБО понад 50 АС, це просто те, що вони з якихось причин не акредитувались для формування більших об'єктів (і тому їх не можна спостерігати). Інша більш суперечлива ідея полягає в тому, що КБО за скелею Койпера були змітані планетарним тілом, можливо розміром із Землю чи Марс. Багато астрономів заперечують це, посилаючись на відсутність спостережливих доказів чогось великого орбіти поза поясом Койпера. Ця теорія планети, однак, була дуже корисною для дорожців там, надаючи надумані "докази" існування Нібіру, або "Планети X". Якщо там є планета, це, безумовно, є ні "Вхідна пошта", і це, безумовно, є ні прибув на наш порог у 2012 році.
Отже, коротко кажучи, ми не маємо поняття, чому існує Скеля Куйпера ...
2. Аномалія піонера
Чому зонди Pioneer пливуть поза ходом? Зараз це непроста проблема для астрофізиків і, мабуть, найскладніше питання, на яке слід відповісти в спостереженнях Сонячної системи. Піонери 10 і 11 були запущені ще в 1972 і 1973 роках для дослідження зовнішніх ділянок Сонячної системи. По дорозі вчені NASA помітили, що обидва зонди переживають щось досить дивне; вони відчували несподіване прискорення Сонця, відштовхуючи їх від курсу. Хоча це відхилення не було величезним за астрономічними мірками (386 000 км поза ходом після 10 мільярдів км проїзду), це все одно було відхиленням, і астрофізики втрачають пояснення того, що відбувається.
Одна з основних теорій підозрює, що неоднорідне інфрачервоне випромінювання навколо корпусу зондів (від радіоактивного ізотопу плутонію в його радіоізотопних термоелектричних генераторах) може випромінювати фотони переважно з одного боку, надаючи невеликий поштовх у напрямку до Сонця. Інші теорії трохи більш екзотичні. Можливо, загальну відносність Ейнштейна потрібно змінити для тривалих походів у глибокий космос? Чи, можливо, темна матерія має грати певну роль, яка має уповільнює вплив на космічний корабель Pioneer?
Поки лише 30% відхилення можна зафіксувати на нерівномірній теорії розподілу тепла, і вчені втрачають знайти очевидну відповідь (див. Піонерська аномалія: відхилення від тяжкості Ейнштейна?).
1. Хмара Оорта
Як ми знаємо, що Хмара Оорта навіть існує? Що стосується загадок Сонячної системи, то аномалія Піонера - це важкий вчинок, але хмара Оорта (на мій погляд) є найбільшою таємницею з усіх. Чому? Ми ніколи цього не бачили, це гіпотетична область простору.
Принаймні, за поясом Койпера, ми можемо спостерігати великі КБО, і ми знаємо, де він знаходиться, але Хмара Оорта занадто далеко (якщо вона дійсно там). По-перше, прогнозується, що Хмара Оорта знаходиться на відстані понад 50 000 АС від Сонця (це майже світловий рік), що становить приблизно 25% шляху до нашого найближчого зоряного сусіда Проксима Кентавра. Хмара Оорта, отже, дуже далеко. Зовнішня течія Хмари Оорта є майже краєм Сонячної системи, і на цій відстані мільярди об'єктів Хорти Оорта дуже вільно гравітаційно пов'язані із Сонцем. Тому на них можна різко вплинути при проходженні інших сусідніх зірок. Вважається, що зрив Хмари Оорта може призвести до того, що крижані тіла періодично потрапляють всередину, створюючи комети на тривалий період (наприклад, комета Галлея).
Насправді, це єдина причина, чому астрономи вважають, що Хмара Оорта існує, це джерело крижаних комет на тривалий період, які мають сильно ексцентричні орбіти, що виходять із району екліптики. Це також говорить про те, що хмара оточує Сонячну систему і не обмежується поясом навколо екліптики.
Отже, Хмара Оорта, здається, є там, але ми не можемо її безпосередньо спостерігати. У моїх книгах це найбільша таємниця у найвіддаленішому регіоні нашої Сонячної системи ...
