Vsi smo se v kakšnem ali drugem trenutku spraševali, kakšne skrivnosti ima naš Osončje. Navsezadnje je osem planetov (plus Pluton in vse tisti drugi pritlikavi planeti) krožijo v zelo majhni prostornosti heliosfere (prostor, kjer prevladuje vpliv Sonca), kaj se dogaja s preostankom obsega, ki mu pravimo dom? Ko potisnemo več robotov v vesolje, izboljšujemo svoje opazovalne zmogljivosti in začnemo doživljati prostor zase, se vedno bolj in bolj učimo o naravi, od kod prihajamo in kako so se planeti razvijali. Toda tudi ob napredujočem znanju bi bilo naivno misliti, da imamo vse odgovore, zato jih je treba še veliko odkriti. Kaj bi se mi z osebnega vidika zdelo največja skrivnost v našem Osončju? No, povedal ti bom moj deseterica najljubših nekaj bolj zapletene zagonetke, ki jo je naš Sončni sistem vrgel na nas. Torej, da se bom žoga kotalila, bom začel na sredini, s Soncem. (Temnega materiala ni mogoče razložiti v nobenem od naslednjih primerov, v kolikor bi se spraševali… pravzaprav lahko, vendar le malo…)
10. Neskladje temperature sončnega pola
Zakaj je Sončev južni pol hladnejši od severnega pola? Že 17 let nam sončna sonda Ulysses ponuja pogled brez sonca. Potem ko so ga leta 1990 lansirali na Space Shuttle Discovery, se je neustrašni raziskovalec odpravil na nenavadno potovanje po Osončju. S pomočjo Jupitra za gravitacijski pramen je Ulysses odletel iz ekliptične ravnine, da bi lahko prešel čez Sonce v polarni orbiti (vesoljsko plovilo in planeti običajno krožijo okoli Sončevega ekvatorja). Tu je sonda potovala skoraj dve desetletji, brez primere in situ opazovanja sončnega vetra in razkrivanje resnične narave tega, kar se dogaja na polovicah naše zvezde. Žal, Ulysses umira od starosti in misija se je dejansko končala 1. julija (čeprav nekaj komunikacije z obrtjo ostaja).
Vendar pa lahko opazovanje neopisanih regij Sonca ustvari zadrege. Eden takšnih skrivnostnih rezultatov je, da je Južni pol Sonca za 80.000 Kelvin hladnejši od Severnega pola. Znanstvenike to razhajanje zmede, saj se zdi, da je učinek neodvisen od magnetne polarnosti Sonca (ki magnetni sever obrne proti magnetnemu jugu vsakih 11 let). Ulysses je lahko meril sončno temperaturo z vzorčenjem ionov v sončnem vetru na razdalji 300 milijonov km nad Severnim in Južnim polom. Z merjenjem razmerja kisikovih ionov (O6+/ O7+), lahko merimo plazemske pogoje na dnu koronalne luknje.
To še vedno ostaja odprto vprašanje in edina razlaga, ki jo sončni fiziki lahko zastavljajo, je možnost, da se sončna struktura v polarnih regijah na nek način razlikuje. Škoda, ko je Ulysses ugriznil prah, lahko bi s polarnim orbiterjem dosegli več rezultatov (glej Ulysses vesoljsko plovilo umira naravne vzroke).
9. Mars skrivnosti
Zakaj so marsovske poloble tako radikalno drugačne? To je ena skrivnost, ki je dolga leta frustrirala znanstvenike. Na severni polobli Marsa so značilne nižinske nižine, južna polobla pa je napolnjena z gorskimi verigami, kar ustvarja ogromno visokogorje. Zelo zgodaj v raziskavi Marsa je bila izpuščena teorija o tem, da je planet prizadel nekaj zelo velikega dela (s čimer je ustvarila prostrano nižino ali ogromen udarni bazen). To je bilo predvsem zato, ker nižine niso imele geografije udarnega kraterja. Za začetek ni kraterja „platišče“. Poleg tega udarna cona ni krožna. Vse to je kazalo na neko drugo razlago. Toda orlovski raziskovalci iz Caltech so pred kratkim revidirali teorijo udarcev in izračunali, da je ogromna skala v premeru od 1600 do 2700 km lahko ustvarijo nižine severne poloble (gl Pojasnjena dva obraza Marsa).
Skrivnost bonusa: Ali obstaja Marsovsko prekletstvo? Po številnih oddajah se na spletnih straneh in v knjigah nekaj (skoraj paranormalno) dogaja v vesolju, ki jedo (ali posegajo) v naše robotske raziskovalce Marsa. Če pogledate statistiko, bi vam oprostili, da ste bili malce šokirani: skoraj dve tretjini vseh misij na Marsu je spodletelo. Ruske rakete, vezane na Mars, so eksplodirale, ameriški sateliti so umrli sredi leta, britanski zemeljski prebivalci so označili pokrajino Rdečega planeta; nobena misija na Mars ni imuna na "Mars trikotnik." Ali se tam "galaktični ghoul" zmeša z našimi "roboti"? Čeprav je to morda privlačno za nekatere od nas vraževernih ljudi, se je velika večina vesoljskih plovil izgubila zaradi Marsovo prekletstvo je predvsem posledica velikih izgub med pionirskimi misijami na Mars. Nedavna stopnja izgube je primerljiva z izgubami, ki nastanejo pri raziskovanju drugih planetov v Osončju. Čeprav ima lahko sreča malo vlogo, je ta skrivnost bolj vraževerje kot kaj merljivega (glej "Mars prekletstvo": Zakaj ni uspelo toliko misij?).
8. Tunguska prireditev
Kaj je povzročilo vpliv Tunguske? Pozabi, da se Fox Mulder spogleduje po ruskih gozdovih, to ni epizoda X-Files. Leta 1908 je vrglo Osončje nekaj pri nas ... ampak ne vemo, kaj. To je trajna skrivnost, odkar so očividci opisali svetel blisk (ki ga je bilo mogoče videti na stotine kilometrov) nad reko Podkamennaya Tunguska v Rusiji. V preiskavi je bilo uničeno ogromno območje; podrtih je bilo približno 80 milijonov dreves kot palic za vžigalice in več kot 2000 kvadratnih kilometrov je bilo popločenih. Toda kraterja ni bilo. Kaj je padlo z neba?
Ta skrivnost je še vedno odkrit, čeprav raziskovalci postavljajo svoje stave o nekakšni obliki "zračnega sunka", ko je komet ali meteorit vstopil v ozračje in eksplodiral nad tlemi. Nedavna kozmična forenzična študija je odkrila korake možnega fragmenta asteroida v upanju, da bo našel njegov izvor in morda celo našel matični asteroid. Imajo osumljence, toda intrigantno je, da okoli mesta trka obstajajo meteoritni dokazi. Za zdaj se zdi, da za to ni veliko razlage, vendar mislim, da Mulder in Scully nista potrebna vpletena (glej Najdeni bratranci Tunguske Meteoroid?).
7. Uranusov nagib
Zakaj se Uran vrti na svoji strani? Čuden planet je Uran. Medtem ko imajo vsi drugi planeti Osončja bolj ali manj svoje vrtilne osi usmerjene "navzgor" od ekliptične ravnine, Uran leži na svoji strani, z osnim nagibom 98 stopinj. To pomeni, da so zelo dolga obdobja (hkrati 42 let) bodisi severni bodisi južni pol neposredno na Soncu. Večina planetov ima vrtenje "prograde"; vsi planeti se vrtijo v nasprotni smeri urinega kazalca, če jih gledamo od zgoraj Osončja (tj. nad Severnim polom Zemlje). Vendar pa je Venera ravno obratno, ima retrogradno vrtenje, kar vodi k teoriji, da je bila zaradi velikega trka že zgodaj v svoji evoluciji brcnjena z osi. Se je to zgodilo tudi Uranu? Ali ga je prizadelo masivno truplo?
Nekateri znanstveniki verjamejo, da je bil Uran žrtev kozmičnega udarca, drugi pa menijo, da obstaja bolj eleganten način opisovanja čudne konfiguracije plinskega velikana. Zgodaj v evoluciji Osončja so astrofiziki izvajali simulacije, ki kažejo orbitalno konfiguracijo Jupitra in Saturna, ki sta morda prečkala orbitalno resonanco 1: 2. V tem obdobju planetarnih motenj je kombinirani gravitacijski vpliv Jupitra in Saturna prenesel orbitalni zagon na manjši plinski velikan Uran in ga premaknil iz osi. Potrebno je opraviti še več raziskav, da bi ugotovili, ali je večja verjetnost, da je skala z velikostjo Zemlje vplivala na Uran ali sta kriva Jupiter in Saturn.
6. Titanova atmosfera
Zakaj ima Titan vzdušje? Titan, ena od Saturnovih lun, je samo luna v Osončju s pomembno atmosfero. Je druga največja luna v Osončju (druga le Jupitrova luna Ganymede) in približno 80% bolj množična od Zemljine Lune. Čeprav je majhen v primerjavi s prizemnimi standardi, je bolj podoben Zemlji, kot smo mu zaslužni. Mars in Venera se pogosto navajata kot sestri na Zemlji, vendar sta njihova ozračja 100-krat tanjša in 100-krat debelejša. Na drugi strani je Titanovo ozračje le pol in več debelo od Zemljinega, poleg tega je v glavnem sestavljeno iz dušika. Dušik prevladuje v Zemljini atmosferi (v 80-odstotni sestavi) in v atmosferi Titanov (v 95-odstotni sestavi). Toda od kod vse to dušik? Tako kot na Zemlji je tudi to skrivnost.
Titan je tako zanimiva luna in hitro postaja glavna tarča iskanja življenja. Ne samo, da ima gosto atmosfero, njegova površina je natrpana z ogljikovodiki, za katere velja, da so polni "tolinov" ali prebiotičnih kemikalij. K temu dodamo še električno aktivnost v atmosferi Titana in imamo neverjetno luno z ogromnim potencialom, da se življenje razvija. Ampak od kod je prišlo njeno vzdušje ... preprosto ne vemo.
5. Sončno kronično ogrevanje
Zakaj je sončna atmosfera vroča od sončne površine? Zdaj je to vprašanje, ki se že več kot pol stoletja spopada s sončnimi fiziki. Zgodnja spektroskopska opazovanja sončne korone so razkrila nekaj zmedenega: Sončeva atmosfera je bolj vroče kot fotosfera. V resnici je tako vroče, da je primerljivo s temperaturami, ki jih najdemo v jedru Sonca. Toda kako se to lahko zgodi? Če vklopite žarnico, zrak, ki obdaja stekleno žarnico, ne bo toplejši od samega stekla; Ko se približate vročini, postane topleje, ne hladneje. Toda ravno to počne Sonce, sončna fotosfera ima temperaturo približno 6000 Kelvinov, medtem ko je plazma le nekaj tisoč kilometrov nad fotosfero konec 1 milijon Kelvinov. Kot lahko vidite, se zdi, da so vse vrste fizikalnih zakonov kršene.
Vendar se sončni fiziki postopoma zapirajo, kaj lahko povzroči to skrivnostno kronično ogrevanje. Ko se tehnike opazovanja izboljšujejo in teoretični modeli postanejo bolj izpopolnjeni, je mogoče sončno ozračje preučiti bolj poglobljeno kot kdaj koli prej. Zdaj se verjame, da je mehanizem za kronično ogrevanje lahko kombinacija magnetnih učinkov v sončni atmosferi. Za ogrevanje s korono sta dva glavna kandidata: nanoflare in valovno ogrevanje. Sam sem že od nekdaj velik zagovornik teorij ogrevanja valov (velik del mojih raziskav je bil namenjen simulaciji magnetohidrodinamičnih interakcij valov vzdolž koronalnih zank), vendar obstajajo močni dokazi, da nanoflare vplivajo tudi na koronalno segrevanje, morda delujejo v tandemu z valom ogrevanje.
Čeprav smo precej prepričani, da je lahko ogrevanje valov in / ali nanoflare odgovorno, dokler ne vstavimo sonde globoko v sončno korono (ki jo trenutno načrtujemo z misijo Solar Probe), in situ meritve koronskega okolja, ne bomo zagotovo vedeli kaj segreje korono (gl Tople koronalne zanke lahko držijo ključ do vroče sončne atmosfere).
4. Prah kometov
Kako se je prah, ki je nastajal pri visokih temperaturah, pojavil v zamrznjenih kometih? Kometi so ledeni, prašni nomadi Osončja. Misli, da so se razvila v najbolj oddaljenih krajih vesolja, v Kuiperjevem pasu (okoli orbite Plutona) ali v skrivnostnem območju, imenovanem Oortov oblak, ta telesa občasno trkajo in padejo pod šibko gravitacijsko potego Sonca. Ko padejo proti notranjemu Osončju, bo Sončeva toplota povzročila, da se led izhlapi, kar bo ustvarilo kotorski rep, znan kot koma. Številni kometi padejo naravnost v Sonce, vendar imajo drugi več sreče, ko končajo kratko obdobje (če izvirajo iz Kuiperjevega pasu) ali dolgoročno (če izvirajo iz Oortovega oblaka) orbito Sonca.
Toda nekaj nenavadnega je bilo najdenega v prahu, ki ga je zbrala Nasina misija Stardust leta 2004 v Comet Wild-2. Zdi se, da so prašna zrna iz tega zamrznjenega telesa tvorila visoke temperature. Comet Wild-2 naj bi izviral in se razvil v Kuiperjevem pasu, kako bi 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 ob hlajenju tvorilo velik akrecijski disk. Vzorci, zbrani iz Wild-2, so se lahko oblikovali le v osrednjem območju akumulacijskega diska, v bližini mladega Sonca, in nekaj jih je prepeljalo v daljne dosege Osončja, na koncu pa končalo v pasu Kuiper. Toda kakšen mehanizem bi to lahko storil? Nismo preveč prepričani (glej Prah kometa je zelo podoben asteroidom).
3. Kuiperjeva pečina
Zakaj se Kuiperjev pas nenadoma konča? Kuiperjev pas je ogromno območje Osončja, ki tvori obroč okoli Sonca tik za orbito Neptuna. Podobno kot asteroidni pas med Marsom in Jupitrom, Kuiperjev pas vsebuje milijone majhnih skalnih in kovinskih teles, vendar je 200-krat bolj masiven. Vsebuje tudi veliko količino vode, metana in amoniaka, sestavnih delov kotarnih jeder, ki izvirajo od tam (glej št. 4 zgoraj). Kuiperjev pas je znan tudi po svojem prebivalcu pritlikavem planetu, Plutonu in (v zadnjem času) kolegu Plutonu "Makemake".
Kuiperjev pas je že precej neraziskano območje Osončja (nestrpno čakamo, da bo NASA-ina misija New Horizons Pluton prišla tja leta 2015), vendar je že vrgla nekaj uganke. Populacija predmetov pasov Kuiper (KBO) nenadoma odpade na razdalji 50 AU od Sonca. To je precej nenavadno, saj teoretični modeli napovedujejo porast v številu KBO po tej točki. Izpad je tako dramatičen, da so to funkcijo poimenovali "Kuiperjeva pečina."
Trenutno nimamo razlage za Kuiperjev klif, vendar obstaja nekaj teorij. Ena od idej je, da je resnično veliko KBO-jev, ki presegajo 50 AU, samo zato, ker se iz nekega razloga ne uporabljajo za oblikovanje večjih predmetov (zato jih ni mogoče opaziti). Druga bolj sporna ideja je, da je KBO izpod Kuiperjevega klifa odplaknilo planetarno telo, verjetno velikost Zemlje ali Marsa. Proti temu trdijo številni astronomi, ki navajajo pomanjkanje opazovalnih dokazov o nečem velikem kroženju zunaj Kuiperjevega pasu. Ta planetarna teorija pa je bila zelo koristna za tiste, ki so tam zunaj, in nudi lahke "dokaze" za obstoj Nibiru ali "Planeta X". Če je tam zunaj planet, zagotovo je ne "Dohodna pošta" in zagotovo je ne prišli na prag leta 2012.
Torej, skratka, nimamo pojma, zakaj Kuiperjeva pečina obstaja ...
2. Pionirska anomalija
Zakaj sonde Pioneer plujejo zunaj tečaja? Zdaj je to težavno vprašanje za astrofizike in verjetno najtežje vprašanje, ki bi ga morali odgovoriti v opazovanjih osončja. Pioneer 10 in 11 sta bila sprožena leta 1972 in 1973 za raziskovanje zunanjih dosegov Osončja. Naši znanstveniki so na svoji poti opazili, da obe sondi doživljata nekaj precej nenavadnega; doživeli so nepričakovano pospeševanje sončnega zapora, kar jih je potiskalo izven smeri. Čeprav to odstopanje po astronomskih standardih ni bilo veliko (386.000 km proge po 10 milijardah prevoženih kilometrov), je bilo odstopanje vseeno in astrofiziki so z izgubo razložili, kaj se dogaja.
Ena od glavnih teorij domneva, da neenakomerno infrardeče sevanje okoli karoserije sonde (iz radioaktivnega izotopa plutonija v njegovih termoelektričnih generatorjih Radioizotop) lahko na eni strani oddaja fotone, kar daje majhen pritisk proti Soncu. Druge teorije so nekoliko bolj eksotične. Mogoče je treba Einsteinovo splošno relativnost spremeniti za dolge poti v globok vesolje? Ali morda ima temno snov vlogo, ki upočasnjuje vpliv na vesoljsko plovilo Pioneer?
Zaenkrat je le 30% odstopanja mogoče pritrditi na neenakomerno teorijo porazdelitve toplote in znanstveniki izgubljajo iskanje očitnega odgovora (glej Pionirska anomalija: odstopanje od teže Einsteina?).
1. Oortov oblak
Kako vemo, da oblak Oort sploh obstaja? Kar zadeva skrivnosti osončja, je Pioneerjeva anomalija težko ukrepati, vendar je oblak Oort (po mojem mnenju) največja skrivnost vseh. Zakaj? Nikoli ga nismo videli, gre za hipotetično območje prostora.
Vsaj s Kuiperjevim pasom lahko opazujemo velike KBO in vemo, kje je, a Oortov oblak je predaleč (če je res tam zunaj). Prvič, predvideno je, da bo Oortov oblak od Sonca presegel 50.000 AU (to je skoraj svetlobno leto), kar predstavlja približno 25% poti do najbližjega zvezdnega soseda Proxime Centauri. Oortov oblak je torej zelo daleč. Zunanji dosegi Oortovega oblaka so precej rob Sončnega sistema, na tej razdalji pa so milijarde predmetov Oort Cloud zelo ohlapno gravitacijsko vezani na Sonce. Zato lahko dramatično vplivajo na prehod drugih bližnjih zvezd. Mislimo, da lahko motnja Oort Cloud povzroči, da ledena telesa občasno padejo navznoter, kar ustvarja dolgotrajne komete (na primer Halleyev komet).
V resnici je to edini razlog, zakaj astronomi verjamejo, da Obortov oblak obstaja, je vir dolgotrajnih ledenih kometov, ki imajo izrazito ekscentrične orbite, ki izhajajo iz območja ekliptike. To tudi nakazuje, da oblak obdaja Osončje in ni omejen na pas okoli ekliptike.
Zdi se, da je Oortov oblak tam zunaj, vendar ga neposredno ne moremo opazovati. V mojih knjigah je to največja skrivnost v najbolj oddaljenem območju našega Osončja ...
