Въпреки факта, че благодарение на най-мощните телескопи и многобройните космически мисии човечеството е научило много интересни неща за нашата Слънчева система, все още има много въпроси и загадки, които озадачават и най-изявените учени на нашето време. И колкото повече изучаваме космоса, толкова повече загадки ни представя. Предлагаме ви да се запознаете с десетте най-интересни загадки на нашата слънчева система, които дори най-добрите умове на нашата планета все още не са успели да разгадаят.
Невидим щит, заобикалящ Земята
През 1958 г. Джеймс Ван Алън от университета в Айова откри двойка радиационни пръстени, обграждащи нашата планета на височина 40 000 километра и състоящи се от високоенергийни електрони и протони. Магнитното поле на Земята поддържа тези пръстени около нашата планета. Наблюдението на пръстените показа, че те се свиват или разширяват под въздействието на енергията, излъчвана от изригвания на Слънцето.
През 2013 г. Даниел Бейкър от Университета в Колорадо откри трета структура между вътрешния и външния радиационни пръстени на Ван Алън. Бейкър се позовава на тази структура като „пръстен за съхранение“, който действа като разширяващ се и свиващ се невидим щит, който блокира ефектите на „смъртоносните електрони“. Тези електрони, разположени на височина 16 000 километра, могат да бъдат фатални не само за хората в космоса, но и за различното оборудване на космическите спътници.
На височина малко над 11 000 километра над повърхността на планетата се формира границата на вътрешния пръстен, чийто външен контур блокира електроните и им пречи да проникнат по-дълбоко в нашата атмосфера.
„Тези електрони изглежда се сблъскват със стъклена стена. Нещо създава някакво силово поле около нашата планета, което бихме могли да видим в различни научно-фантастични филми. Това е невероятно загадъчно явление “, казва Бейкър.
Промоционално видео:
Учените са разработили няколко теории, които по един или друг начин биха могли частично да обяснят същността на този невидим щит. Нито една от тези теории обаче не е окончателна и потвърдена.
Аномалии на ускорението
За да изпратят космически кораби в далечните краища на нашата слънчева система, учените използват специални гравитационни маневри, използвайки гравитационната енергия на нашата планета или Луната за ускоряване. Оказва се обаче, че учените не винаги са в състояние точно да изчислят скоростта на ускорение на космическите кораби по време на подобни маневри. Понякога се случва изчислената скорост да не съвпада с предварително обявената. Такива несъответствия се наричат „необичайно ускорение“.
Сега учените имат способността да изчисляват само точната разлика в скоростта при ускорение поради гравитационната енергия на Земята. Въпреки това, дори и в този случай се случват непредвидени събития, както например се случи със сондата на НАСА „Касини“през 1999 г., чиято скорост на полет поради неизвестни обстоятелства беше забавена с 2 милиметра в секунда. Друг случай се случи през 1998 г., когато космическият кораб NEAR на същата НАСА получи необяснимо ускорение от 13 милиметра в секунда по-високо от предварително обявените изчисления.
„Тези необясними разлики в изчислената и реалната скорост не играят съществена роля за промяна на траекторията на полета на космическите кораби“, казва Луис Аседо Родригес, физик от Политехническия университет във Валенсия.
"Въпреки че тези аномални разлики не са толкова чести, предвид всички рискове, е много важно да се знае какво ги причинява."
По едно време учените предлагаха различни теории за това какво може да причини тези аномалии. И слънчевата радиация, и тъмната материя, уловени от гравитацията на нашата планета, бяха поставени като виновници, но никой не знае точната причина за това явление. Все още.
Страхотното червено петно на Юпитер
Голямото червено петно на Юпитер, петата планета от Слънцето, има две неразгадани загадки. Първата мистерия е свързана с това защо този гигантски ураган никога не свършва? Толкова е огромно, че поне две планети с размерите на нашата Земя могат да се поберат в него.
„Според съвременните теории голямото червено петно на Юпитер е трябвало да изчезне след няколко десетилетия. Този ураган обаче продължава от няколко века “, казва Педрам Хасанзаде от Харвардския университет.
Има няколко теории, които се опитват да обяснят неговата толкова голяма продължителност. Според една от тези теории дълговечният гигантски ураган поглъща по-малки торнадо наблизо, абсорбирайки енергията им. Самият Хасанзаде предложи друга теория през 2013 г. Според нея движението на вихрови потоци от студени газове отдолу нагоре и горещи газове отгоре надолу вътре в този гигантски ураган позволява да се възстанови част от енергията в центъра му. И все пак никоя от предложените теории не решава категорично въпроса с тази загадка.
Втората загадка на голямото червено петно е свързана с източника на цвета му. Една теория предполага, че червеният цвят се причинява от химически елементи, скрити от видимите облаци на газовия гигант. Някои учени обаче твърдят, че движението на химическите елементи нагоре би било резултат от по-наситен червен оттенък на вихъра на всички височини.
Една от последните хипотези е, че голямото червено петно на Юпитер е вид „слънчево изгаряне“на горния облачен слой, докато долните слоеве са бели или по-скоро сивкави на цвят. Учените, които подкрепят тази теория, вярват, че червеният цвят на водовъртежа се формира от излагане на ултравиолетова светлина от Слънцето, пробивайки амонячния състав на газа в горната атмосфера на Юпитер.
Титаново време
Подобно на Земята, Титан има свои собствени сезони. Титан е единственият спътник в нашата слънчева система с плътна атмосфера. Всеки сезон на Титан е равен на около седем години на Земята (Титан, припомняме, е спътник на Сатурн, който отнема 29 земни години, за да обиколи Слънцето).
Последната промяна в сезона на Titan се случи през 2009 година. В северното й полукълбо зимата отстъпи място на пролетта, докато в южната част на спътника лятото отстъпи място на есента. През май 2012 г., по време на есенния сезон на южното полукълбо, космическият кораб „Касини“заснема снимки на гигантски полярен вихър, образуващ се на южния полюс на спътника. След като видяха тези снимки, учените бяха смаяни от факта, че водовъртежът се формира на 300 километра над повърхността на Титан. Причината за объркването беше височината и температурата на района, където се образува този водовъртеж - те бяха твърде високи.
Анализирайки спектралните данни на цветовете на слънчевата светлина, отразени от атмосферата на Титан, учените успяха да открият признаци на присъствие на частици на циановодород. А присъствието му от своя страна може да означава, че цялата ни представа за Титан е фундаментално погрешна. Наличието на циановодород трябва да показва, че горната атмосфера на спътника трябва да бъде със 100 градуса по Целзий по-студена, отколкото се смяташе досега. С промяната на сезона атмосферата в южното полукълбо на Титан започна да се охлажда по-бързо от очакваното.
Тъй като циркулацията на атмосферата по време на смяната на сезона отвежда огромен обем газ на юг, концентрацията на циановодород се увеличава и охлажда околния въздух. Намаляването на излагането на слънчева светлина през зимния сезон също охлажда повече южното полукълбо. Учените ще проверят това предположение, както и много други мистерии на Титан в деня на лятното слънцестоене, което ще се случи на Сатурн през 2017 г.
Източник на космическо лъчение с ултраенергия
Космическата радиация е високоенергийна радиация, която не е напълно проучена от науката. Една от основните загадки на астрофизиката е откъде идва свръхенергийната космическа радиация и как тя може да съдържа толкова невероятно количество енергия. Това са най-силно заредените частици, познати в нашата Вселена. Учените могат да наблюдават движението си само когато удрят горните слоеве на нашата планета, избухвайки на още по-малки частици и предизвиквайки остър импулс на радиовълните с продължителност не повече от няколко наносекунди.
На Земята обаче е невъзможно да се проследи откъде идват тези частици. Площта на най-големия детектор за откриване на тези частици на Земята е само около 3000 квадратни километра, което е приблизително равно на площта на държавата джудже Люксембург. Учените планират да разрешат този проблем чрез изграждането на „Решетка от квадратни километри“(SKA) - свръхчувствителен радиоинтерферометър, благодарение на който Луната (да, нашият естествен спътник) ще се превърне в истински гигантски космически радиационен детектор.
Квадратната километрова решетка ще използва цялата видима част от повърхността на Луната за откриване на радиосигнали от тези ултрависоко енергийни частици. Благодарение на SKA учените планират да запишат до 165 събития, свързани с ултрависоко енергийни частици, което, разбира се, е в пъти повече, отколкото са в състояние да направят сега.
„Космическото излъчване на този вид енергия е толкова рядко, че трябва да имате невероятно голям детектор, който да събира необходимото количество информация, с която всъщност можете да работите“, обяснява д-р Джъстин Брей от университета в Саутхемптън.
„Но размерът на луната е по-малък от всеки друг детектор на частици, създаван някога. Ако успеем, тогава ще има по-добра възможност да разберем откъде идват тези частици."
Радио тишина на Венера
Венера има гореща, плътна, облачна атмосфера, която скрива повърхността си от полезрението. Досега единственият начин за картографиране на повърхността на тази планета е чрез радар. Когато преди 20 години космическият кораб "Магелан" посети Венера, учените се заинтересуваха от две загадки на планетата, които досега са останали неразгадани.
Първата загадка е, че колкото по-висок е теренът на повърхността на планетата, толкова по-добре („по-ярко“) се отразяват радиовълните, насочени към повърхността. Нещо подобно се случва и тук на Земята, но като се вземе предвид видимата светлина. Колкото по-високо отиваме, толкова по-ниска става температурата. Колкото по-високо в планината, толкова по-големи и дебели са снежните шапки. Подобен ефект се получава и на Венера, чиято повърхност не можем да наблюдаваме при видима светлина. Учените смятат, че този ефект се причинява от процес на химическо изветряне, който зависи от температурата или вида на валежите от тежки метали, които действат като метални капачки, които отразяват радиосигналите.
Втората мистерия на Венера се крие в наличието на радарни пролуки във възвишенията на повърхността на планетата. Учените виждат слаби отражения на височина 2400 метра, след това рязък скок в отраженията на сигнала, когато те се издигат до 4500 метра. Въпреки това, започвайки от 4700 метра, има рязко увеличаване на пропуските в отражението на сигнала. Понякога има стотици тези пропуски. Сигналите сякаш отиват до празнота.
Светлинни петна върху F-пръстена на Сатурн
Сравнявайки данните, получени наскоро от космическия кораб "Касини", с информацията, получена от "Вояджър" преди 30 години, учените установиха намаляване на проявите на ярки буци на F пръстена на Сатурн (въпреки че общият брой на бучките остава непроменен). Учените са открили, че F-пръстенът може да се променя. В същото време го направете много бързо. Актуално за няколко дни.
„Това наблюдение разкрива още една загадка за нашата слънчева система, която определено си заслужава да бъде разгадана“, казва Робърт Френч от института SETI в Калифорния.
Някои от пръстените на Сатурн са направени от парчета лед, които са подобни по размер на големи камъни. F-пръстенът на планетата обаче се състои от ледени частици, не по-големи от праховите зърна. Поради тази причина учените често наричат F-пръстена "пръстен за прах". Когато гледате този пръстен, ще видите слаб блясък.
Понякога ледените частици в близост до пръстена ще се комбинират, за да образуват големи ледени топки - малките луни на Сатурн. Когато тези малки сателити се сблъскат с по-голямата част от F-пръстена, те изтласкват частиците, които го съставят. В резултат на това се появяват ярки изригвания. Броят на тези изригвания е пряко свързан с броя на тези малки спътници. Поне така казва една от теориите.
Според друга теория F-пръстенът на Сатурн се е образувал сравнително наскоро. И се е образувал в резултат на унищожаването на по-големите ледени сателити на планетата. В този случай промените във F-пръстена се дължат на неговото развитие. Учените все още не са решили коя теория прилича повече на истината. Необходими са повече наблюдения на F-пръстена на планетата.
Въображаеми гейзери на Европа
В края на 2013 г. учените обявиха, че космическият телескоп Хъбъл е открил гейзери, избухнали на височина 200 километра на повърхността на южния полюс на Европа, ледената луна на Юпитер. Неочаквано за науката търсенето на извънземен живот е потенциално по-лесно. В края на краищата орбитална сонда може да лети през тези гейзери и да събира проби от океанския състав на Европа, за да търси признаци на живот, без да се налага да каца на заледена повърхност.
По-нататъшните наблюдения на Европа обаче не показват данни за водни пари. Повторният анализ на събраните по-рано данни обикновено поставя под въпрос дали изобщо има гейзери. Някои учени също посочват, че Хъбъл не е намерил никакви гейзери, докато е изследвал Европа през октомври 1999 г. и ноември 2012 г.
„Откриването“на гейзери в Европа се оказа истинска загадка. Аерокосмическата агенция НАСА планира да изпрати роботизирана сонда до спътника на Юпитер, чиято задача ще бъде да разбере реалността или нереалността на наблюдението.
Метан на Марс
От престоя си на Червената планета, марсоходът Curiosity не е забелязал признаци на метан на Марс, но 8 месеца след като е кацнал, учените са изненадани от това, което марсоходът е записал със своите чувствителни сензори. На Земята повече от 90 процента от метана в атмосферата се произвежда от живи същества. Поради тази причина учените на всяка цена решиха да разберат откъде може да дойде метанът на Марс и какво може да причини неочакваното му изпускане в атмосферата на Червената планета.
Според всички същите изследователи има няколко възможни причини за това. Един от тях, например, може да бъде наличието на метан-произвеждащи бактерии или метаногени на планетата. Друга вероятна причина са богатите на водород метеорити, които от време на време проникват в атмосферата на Марс и всъщност са вид органични бомби, които отделят метан при нагряване до екстремни температури от ултравиолетовото лъчение от Слънцето. Има много теории по този въпрос и едната е по-красива от другата.
Втората загадка на Марс е, че метанът не само се появява, но и изчезва. Когато космическата сонда на Марс не успя да открие признаци на метан, след като първоначално беше открита там, учените бяха объркани. Според науката метанът не може да изчезне от планетата само за няколко години. Разграждането на този химикал от атмосферата би отнело около 300 години. Следователно пред учените възниква въпрос: всъщност метанът е открит на Марс?
Някои от емисиите на метан обаче наистина са потвърдени. Що се отнася до това къде е отишъл тогава: може би марсианските ветрове постоянно отблъскват молекулите на метан от чувствителните сензори на Любопитството? И все пак това по никакъв начин не обяснява определени наблюдения на космическа сонда в орбита.
Животът на Церера
Превозното средство за космическо изследване на НАСА Dawn бърза да се срещне с Церера, планета джудже, разположена в нашата слънчева система. Космическата сонда трябва да пристигне през март 2015 г. Почти всичко, което знаем за Церера, остава загадка за учените. За разлика от протопланетата Веста, която Зората посети на път за Церера, няма истории за метеорити или комети, свързани с Церера, които биха могли да оформят нейната структура.
И докато Веста остава много сух астероид, се смята, че Церера е съставена от скали и лед и може да съдържа течен океан от вода под ледената си капачка. Учените предполагат, че водата под една или друга форма съставлява 40 процента от нейния състав. Според науката Церера е втората планета (след Земята) или всяко друго космическо тяло, което съдържа такива огромни запаси от вода в нашата слънчева система. Вярно е, че учените все още не са успели да открият точния обем вода. Може би космическият кораб Dawn ще помогне за решаването на този въпрос, както и ще отговори на въпроса защо Ceres е толкова различна от Vesta.
И двете планети джудже могат да съдържат жизненоважна информация за живота на Земята. И Церера в това отношение е най-загадъчната. Може ли тази протопланета да поддържа живота? Доколкото учените знаят, има три компонента, необходими за живота: енергиен източник, течна вода и химически градивни елементи като въглерод. В допълнение към факта, че водата може да присъства в големи количества на Церера, включително в течна форма, самата Церера е достатъчно близо до Слънцето, за да получи достатъчно количество слънчева топлина. Все още не е известно на науката дали планетата джудже има собствен вътрешен източник на топлина. Освен това не се знае нищо за необходимите градивни елементи на живота. Да се надяваме, че космическата мисия Dawn може да отговори на всички тези въпроси.
НИКОЛАЙ ХИЖНЯК