Unatoč činjenici da je čovječanstvo, zahvaljujući najmoćnijim teleskopima i brojnim svemirskim misijama, naučilo puno zanimljivosti o našem Sunčevom sustavu, još uvijek postoje mnoga pitanja i misterije koje zbunjuju i najistaknutije znanstvenike našeg doba. I što više proučavamo prostor, to nam više zagonetki predstavlja. Nudimo vam da se upoznate s deset najzanimljivijih misterija našeg Sunčevog sustava, koje čak ni najbolji umovi našeg planeta još nisu uspjeli riješiti.
Nevidljivi štit koji okružuje Zemlju
James Van Allen sa Sveučilišta Iowa 1958. otkrio je par radijacijskih prstenova koji okružuju naš planet na nadmorskoj visini od 40 000 kilometara i sastoje se od elektrona i protona visoke energije. Magnetsko polje Zemlje drži ove prstenove oko našeg planeta. Promatranje prstenova pokazalo je da se oni ili skupljaju ili šire pod utjecajem energije koju sunčeve zrake emitiraju.
2013. godine, Daniel Baker sa Sveučilišta u Coloradu otkrio je treću strukturu između Van Allenovog unutarnjeg i vanjskog prstena zračenja. Baker je ovu strukturu nazvao "prstenom za pohranu" koji djeluje kao nevidljivi štit koji se širi i skuplja i koji blokira učinke "smrtonosnih elektrona". Ti elektroni, smješteni na nadmorskoj visini od 16 000 kilometara, mogu biti kobni ne samo za ljude u svemiru, već i za različitu opremu svemirskih satelita.
Na nadmorskoj visini od nešto više od 11 000 kilometara iznad površine planeta formira se granica unutarnjeg prstena čija vanjska kontura blokira elektrone i sprječava ih da prodru dublje u našu atmosferu.
“Čini se da se ti elektroni sudaraju sa staklenom stijenkom. Nešto stvara svojevrsno polje sile oko našeg planeta, što smo mogli vidjeti u raznim filmovima znanstvene fantastike. To je nevjerojatno tajanstven fenomen”, kaže Baker.
Promotivni video:
Znanstvenici su razvili nekoliko teorija koje bi na ovaj ili onaj način mogle djelomično objasniti suštinu ovog nevidljivog štita. Međutim, niti jedna od ovih teorija nije konačna i potvrđena.
Anomalije ubrzanja
Da bi svemirske letjelice poslali u udaljene krajeve našeg Sunčevog sustava, znanstvenici koriste posebne gravitacijske manevre, koristeći gravitacijsku energiju našeg planeta ili Mjeseca za ubrzanje. Međutim, kako se pokazalo, znanstvenici nisu uvijek u mogućnosti precizno izračunati brzinu ubrzanja svemirskih letjelica tijekom takvih manevara. Ponekad se dogodi da izračunata brzina ne odgovara prethodno najavljenoj. Takve se nedosljednosti nazivaju "abnormalnim ubrzanjem".
Sada znanstvenici imaju mogućnost izračunati samo točnu razliku u brzini pri ubrzavanju uslijed Zemljine gravitacijske energije. Međutim, čak i u ovom slučaju događaju se nepredviđeni događaji, kao što se, na primjer, dogodio s NASA-inom sondom "Cassini" 1999. godine, čija je brzina leta uslijed nepoznatih okolnosti usporena za 2 milimetra u sekundi. Još jedan slučaj dogodio se 1998. godine, kada je NEAR svemirska letjelica iste NASA-e dobila neobjašnjivo ubrzanje od 13 milimetara u sekundi veće od prethodno najavljenih izračuna.
"Ove neobjašnjive razlike u izračunatim i stvarnim brzinama ne igraju značajnu ulogu u promjeni putanje leta svemirskih letjelica", kaže Louis Acedo Rodriguez, fizičar sa Veleučilišta u Valenciji.
"Iako su ove anomalne razlike rjeđe, s obzirom na sve rizike, vrlo je važno znati što ih uzrokuje."
Znanstvenici su svojedobno predlagali razne teorije o tome što bi moglo uzrokovati ove anomalije. Krivci su stavljeni i sunčevo zračenje i tamna tvar koju je zarobila gravitacija našeg planeta, ali nitko ne zna točan uzrok ove pojave. Još.
Jupiterova sjajna crvena mrlja
Velika crvena mrlja na Jupiteru, petom planetu od Sunca, ima dvije neriješene misterije. Prva misterija ima veze s tim zašto ovaj divovski uragan nikad ne prestaje? Toliko je ogroman da bi se unutar njega mogla smjestiti najmanje dva planeta veličine naše Zemlje.
“Prema trenutnim teorijama, Velika crvena pjega na Jupiteru trebala je nestati nakon nekoliko desetljeća. Međutim, ovaj uragan traje već nekoliko stoljeća “, kaže Pedram Hasanzade sa Sveučilišta Harvard.
Postoji nekoliko teorija koje pokušavaju objasniti njegovo tako dugo trajanje. Prema jednoj od tih teorija, dugovječni divovski uragan upija manje obližnje tornade, upijajući njihovu energiju. Sam Hasanzade predložio je još jednu teoriju 2013. godine. Prema njezinim riječima, kretanje vrtložnih tokova hladnih plinova odozdo prema gore i vrućih plinova od vrha do dna unutar ovog divovskog uragana omogućuje obnavljanje dijela energije u njegovom središtu. Pa ipak, niti jedna od predloženih teorija ne rješava konačno ovu zagonetku.
Druga tajna velike crvene mrlje povezana je s izvorom njene boje. Jedna teorija sugerira da crvenu boju uzrokuju kemijski elementi skriveni vidljivim oblacima plinskog diva. Međutim, neki znanstvenici tvrde da bi kretanje kemijskih elemenata prema gore bilo rezultat zasićenije crvene nijanse vrtloga na svim visinama.
Jedna od najnovijih hipoteza je da je Jupiterova velika crvena mrlja svojevrsna "opeklina" gornjeg sloja oblaka, dok su donji slojevi bijeli ili bolje rečeno sivkasti. Znanstvenici koji podupiru ovu teoriju vjeruju da je crvena boja vrtloga posljedica utjecaja ultraljubičastog svjetla sa Sunca, koje se probija kroz amonijačni sastav plina u gornjim slojevima atmosfere Jupitera.
Titanovo vrijeme
Kao i Zemlja, Titan ima svoja godišnja doba. Titan je jedini satelit u našem Sunčevom sustavu s gustom atmosferom. Svaka sezona na Titanu jednaka je oko sedam godina na Zemlji (Titan je, podsjetimo, satelitski saturn, kojem je potrebno 29 zemaljskih godina da bi obišao Sunce).
Posljednja promjena sezone na Titanu dogodila se 2009. godine. Na njenoj sjevernoj hemisferi zima je ustupila mjesto proljeću, dok je na južnom dijelu satelita ljeto ustupilo mjesto jeseni. Međutim, u svibnju 2012., tijekom jesenske sezone na južnoj hemisferi, svemirska letjelica Cassini snimila je fotografije divovskog polarnog vrtloga koji se formirao na južnom polu satelita. Nakon što su vidjeli ove fotografije, znanstvenike je zbunila činjenica da je vrtlog nastao 300 kilometara iznad površine Titana. Razlog zabune bila je visina i temperatura područja na kojem je taj vrtlog nastao - bili su previsoki.
Analizirajući spektralne podatke boja sunčeve svjetlosti odbijene Titanovom atmosferom, znanstvenici su uspjeli otkriti znakove prisutnosti čestica hidrogen-cijanida. A njegovo prisustvo, pak, moglo bi značiti da je cijela naša ideja o Titanu u osnovi pogrešna. Prisutnost hidrogen-cijanida trebala bi ukazivati na to da bi gornja atmosfera satelita trebala biti za 100 Celzijevih stupnjeva hladnija nego što se prije mislilo. Kako se sezona mijenjala, atmosfera na Titanovoj južnoj hemisferi počela se hladiti brže nego što se očekivalo.
Kako cirkulacija atmosfere tijekom promjene sezone pokreće ogromnu količinu plina prema jugu, koncentracija cijanovodika raste i hladi okolni zrak. Smanjivanje izloženosti sunčevoj svjetlosti tijekom zimske sezone također više hladi južnu polutku. Znanstvenici će testirati ovu pretpostavku, kao i mnoge druge misterije Titana na dan ljetnog solsticija, koji će se dogoditi na Saturnu 2017. godine.
Izvor svemirskog kozmičkog zračenja
Kozmičko zračenje je visokoenergetsko zračenje koje znanost nije u potpunosti proučila. Jedna od glavnih misterija astrofizike je odakle dolazi ultraenergijsko kozmičko zračenje i kako može sadržavati tako nevjerojatnu količinu energije. To su najjače nabijene čestice poznate u našem svemiru. Znanstvenici mogu promatrati njihovo kretanje samo kad pogodiju gornje slojeve našeg planeta, rasprsnuvši se u još manje čestice i uzrokujući oštar puls radiovalova koji traje najviše nekoliko nanosekundi.
Međutim, na Zemlji je nemoguće pratiti odakle dolaze te čestice. Područje najvećeg detektora za otkrivanje ovih čestica na Zemlji iznosi samo oko 3000 četvornih kilometara, što je približno jednako površini patuljaste države Luksemburg. Znanstvenici ovaj problem planiraju riješiti izgradnjom "Mreže kvadratnih kilometara" (SKA) - superosjetljivog radiointerferometra, zahvaljujući kojem će se Mjesec (da, naš prirodni satelit) pretvoriti u pravi divovski detektor kozmičkog zračenja.
Rešetka od četvornih kilometara upotrijebit će cijeli vidljivi dio mjesečeve površine za otkrivanje radio signala iz ovih ultra-visokoenergetskih čestica. Zahvaljujući SKA, znanstvenici planiraju zabilježiti do 165 događaja povezanih s ultra-visokoenergetskim česticama, što je, naravno, višestruko više nego što su sada u mogućnosti.
"Kozmičko zračenje ove vrste energije toliko je rijetko da sa sobom morate imati nevjerojatno velik detektor koji može prikupiti potrebnu količinu informacija s kojima zapravo možete raditi", objašnjava dr. Justin Bray sa Sveučilišta u Southamptonu.
“Ali veličina Mjeseca zaostaje za bilo kojim drugim detektorom čestica koji je ikad napravljen. Ako uspijemo, bit će bolja prilika da otkrijemo odakle dolaze te čestice."
Venera radio tišina
Venera ima vruću, gustu, oblačnu atmosferu koja svoju površinu skriva od vidokruga. Do sada je jedini način mapiranja površine ovog planeta bio radar. Kada je svemirska letjelica Magellan posjetila Veneru prije 20 godina, znanstvenici su se zainteresirali za dvije misterije planeta koje su do danas ostale nerazriješene.
Prva je misterija da što su tereni površine planete veći, to se bolji („svjetliji“) reflektiraju radio valovi usmjereni na površinu. Nešto slično se događa ovdje na Zemlji, ali uzimajući u obzir vidljivo svjetlo. Što više idemo, temperatura postaje niža. Što su više u planinama, snježne kape su veće i deblje. Sličan učinak događa se i na Veneri, čiju površinu ne možemo promatrati u vidljivom svjetlu. Znanstvenici vjeruju da je taj učinak uzrokovan postupkom kemijskog vremenskog utjecaja, koji ovisi o temperaturi ili vrsti oborina teških metala, koji djeluju kao metalne kapice koje odražavaju radio signale.
Druga misterija Venere leži u prisutnosti radarskih praznina u nadmorskim visinama površine planeta. Znanstvenici vide slabe refleksije na nadmorskoj visini od 2.400 metara, a zatim nagli skok refleksija signala dok se podižu na 4.500 metara. Međutim, počevši od 4700 metara, naglo se povećavaju razmaci u refleksiji signala. Ponekad postoje stotine tih praznina. Čini se da signali idu u prazninu.
Kapice svjetlosti na Saturnovom F-prstenu
Uspoređujući podatke nedavno dobivene svemirskom letjelicom Cassini i podacima dobivenim od Voyagera prije 30 godina, znanstvenici su otkrili smanjenje manifestacija sjajnih nakupina na Saturnovom F prstenu (iako ukupan broj nakupina ostaje nepromijenjen). Znanstvenici su otkrili da se F-prsten može mijenjati. U isto vrijeme, učinite to vrlo brzo. Stvarno nekoliko dana.
"Ovo opažanje našem solarnom sustavu otvara još jednu misteriju koju svakako vrijedi riješiti", kaže Robert French iz SETI instituta u Kaliforniji.
Neki od Saturnovih prstenova izrađeni su od komadića leda koji su po veličini slični velikim gromadama. Međutim, planetarni F-prsten sastoji se od čestica leda koje nisu veće od zrna prašine. Iz tog razloga znanstvenici F-prsten često nazivaju "prstenom za prašinu". Kada gledate ovaj prsten, vidjet ćete prigušeni sjaj.
Povremeno će se čestice leda u blizini prstena kombinirati i oblikovati velike ledene kuglice - maleni Saturnovi sateliti. Kad se ti maleni sateliti sudare s glavninom F-prstena, oni istiskuju čestice koje ga čine. Kao rezultat, dolazi do sjajnih bljeskova. Broj ovih bljeskova izravno je povezan s brojem tih malenih satelita. Barem tako kaže jedna od teorija.
Prema drugoj teoriji, F-prsten Saturna nastao je relativno nedavno. I nastao je kao rezultat uništavanja većih ledenih satelita na planeti. U ovom su slučaju promjene u F-prstenu posljedica njegovog razvoja. Znanstvenici još nisu odlučili koja teorija više sliči istini. Potrebna su dodatna promatranja F-prstena planeta.
Zamišljeni gejziri Europe
Krajem 2013. znanstvenici su objavili da je svemirski teleskop Hubble otkrio gejzire koji izbijaju 200 kilometara od površine južnog pola Europe, ledenog mjeseca Jupitera. Neočekivano za znanost, potraga za izvanzemaljskim životom potencijalno je lakša. Napokon, orbitalna sonda mogla bi letjeti tim gejzirima i skupljati uzorke europskog oceanskog sastava kako bi tražila znakove života, a da ne mora sletjeti na zaleđenu površinu.
Međutim, daljnja promatranja Europe nisu pokazala nikakve dokaze o vodenoj pari. Ponovnom analizom prethodno prikupljenih podataka uglavnom se dovodilo u pitanje postoji li uopće gejzir. Neki znanstvenici također ističu da Hubble tijekom istraživanja Europe u listopadu 1999. i studenom 2012. nije pronašao nijedan gejzir.
"Otkriće" gejzira u Europi pokazalo se pravom tajnom. NASA-ina zrakoplovna agencija planira poslati robotsku sondu na Jupiterov satelit, čiji će zadatak biti razumijevanje stvarnosti ili nestvarnosti promatranja.
Metan na Marsu
Od svog boravka na Crvenom planetu, rover Curiosity nije primijetio znakove metana na Marsu, ali 8 mjeseci nakon što je sletio, znanstvenici su bili iznenađeni onim što je rover zabilježio svojim osjetljivim senzorima. Na Zemlji više od 90 posto metana u atmosferi proizvode živa bića. Iz tog su razloga znanstvenici pod svaku cijenu odlučili otkriti odakle bi na Marsu mogao doći metan i što bi moglo prouzročiti njegovo neočekivano ispuštanje u atmosferu Crvenog planeta.
Prema svim istim istraživačima, postoji nekoliko mogućih razloga za to. Na primjer, jedan od njih može biti prisutnost bakterija ili metanogena koji proizvode metan na planetu. Drugi vjerojatni uzrok su meteoriti bogati vodikom, koji povremeno prodiru u atmosferu Marsa i zapravo su svojevrsne organske bombe koje ispuštaju metan zagrijavanjem na ekstremne temperature ultraljubičastim zračenjem Sunca. Po tom pitanju ima mnogo teorija, a jedna je ljepša od druge.
Druga misterija Marsa je da se metan ne samo pojavljuje, već i nestaje. Kad Marsovska svemirska sonda nije uspjela otkriti znakove metana nakon što je tamo prvotno pronađena, znanstvenici su bili zbunjeni. Prema znanosti, metan ne može nestati s planeta u samo nekoliko godina. Razgradnja ove kemikalije iz atmosfere trajala bi oko 300 godina. Stoga se pred znanstvenicima postavilo pitanje: je li metan zapravo otkriven na Marsu?
Međutim, neke od emisija metana doista su potvrđene. Što se tiče toga kamo je tada otišao: možda Marsov vjetrovi neprestano tjeraju molekule metana od osjetljivih senzora znatiželje? Ipak, to ni na koji način ne objašnjava određena promatranja svemirske sonde u orbiti.
Život na Ceresu
NASA-ino vozilo za istraživanje svemira Dawn žuri u susret Ceresu, patuljastom planetu smještenom u našem Sunčevom sustavu. Svemirska sonda trebala bi stići u ožujku 2015. Gotovo sve što znamo o Ceresi ostaje misterij znanstvenika. Za razliku od protoplanete Veste, koju je Dawn posjetio na putu do Cerere, nema priča o meteoritima ili kometima povezanim s Ceresom koje bi mogle oblikovati njezinu strukturu.
I dok je Vesta i dalje vrlo suh asteroid, vjeruje se da je Ceres sastavljena od stijena i leda i može sadržavati tekući ocean vode ispod svoje ledene kape. Znanstvenici sugeriraju da voda u jednom ili drugom obliku čini 40 posto svog sastava. Prema nauci, Ceres je drugi planet (nakon Zemlje) ili bilo koje drugo kozmičko tijelo koje sadrži tako velike rezerve vode u našem Sunčevom sustavu. Istina, znanstvenici još nisu uspjeli saznati točan volumen vode. Možda će letjelica Dawn pomoći u rješavanju ovog pitanja, kao i odgovoriti na pitanje zašto se Ceres toliko razlikuje od Veste.
Oba patuljasta planeta mogu sadržavati vitalne informacije o životu na Zemlji. I Ceres je u tom pogledu najtajanstvenija. Može li ovaj protoplanet podržati život? Koliko znanstvenici znaju, tri su komponente potrebne za život: izvor energije, tekuća voda i kemijski građevni blokovi poput ugljika. Pored činjenice da voda može biti prisutna u velikim količinama na Ceresi, uključujući i u tekućem obliku, sama Ceres je dovoljno blizu Sunca da primi dovoljnu količinu sunčeve topline. Znanosti još nije poznato ima li patuljasti planet vlastiti unutarnji izvor topline. Također, ništa se ne zna o potrebnim životnim blokovima. Nadajmo se da svemirska misija Dawn može odgovoriti na sva ova pitanja.
NIKOLAY KHIZHNYAK
