Annak ellenére, hogy az emberiség a legerősebb távcsöveknek és számos űrmissziónak köszönhetően rengeteg érdekes dolgot tudott meg Naprendszerünkről, még mindig sok olyan kérdés és rejtély rejlik bennünk, amelyek korunk legkiválóbb tudósait is elkápráztatják. És minél többet tanulmányozzuk az űrt, annál több találós kérdést tár elénk. Felajánljuk, hogy ismerkedjen meg naprendszerünk tíz legérdekesebb misztériumával, amelyeket bolygónk legjobb elméi még nem tudtak megoldani.
A Földet körülvevő láthatatlan pajzs
1958-ban James Van Allen, az Iowai Egyetem felfedezett egy pár sugárgyűrűt, amely 40 000 kilométeres magasságban körbevette bolygónkat, és nagy energiájú elektronokból és protonokból állt. A Föld mágneses tere tartja ezeket a gyűrűket bolygónk körül. A gyűrűk megfigyelése azt mutatta, hogy azok vagy összehúzódnak, vagy kitágulnak a Napra lobbanó fénykibocsátott energia hatására.
2013-ban Daniel Baker, a Colorado Egyetemen felfedezett egy harmadik struktúrát Van Allen belső és külső sugárzási gyűrűi között. Baker ezt a struktúrát "tároló gyűrűnek" nevezte, amely táguló és összehúzódó láthatatlan pajzsként működik, amely blokkolja a "halálos elektronok" hatásait. Ezek az elektronok, amelyek 16 000 kilométeres magasságban helyezkednek el, nemcsak az űrben élők számára, de az űr műholdak különféle berendezéseire is végzetesek lehetnek.
A bolygó felszíne felett valamivel több mint 11 000 kilométeres magasságban kialakul a belső gyűrű határa, amelynek külső kontúrja blokkolja az elektronokat, és megakadályozza, hogy mélyebben behatoljanak légkörünkbe.
- Úgy tűnik, hogy ezek az elektronok ütköznek egy üvegfallal. Valami egyfajta erőteret hoz létre bolygónk körül, amelyet különféle tudományos-fantasztikus filmekben láthattunk. Hihetetlenül titokzatos jelenség”- mondja Baker.
Promóciós videó:
A tudósok számos elméletet dolgoztak ki, amelyek ilyen vagy olyan módon részben megmagyarázhatják ennek a láthatatlan pajzsnak a lényegét. Ezen elméletek egyike sem végleges és megerősített.
Gyorsulási anomáliák
Az űrhajók naprendszerünk távoli sarkaiba történő elküldéséhez a tudósok speciális gravitációs manővereket használnak, bolygónk vagy a Hold gravitációs energiáját felhasználva a gyorsuláshoz. A tudósok azonban, mint kiderült, nem mindig képesek pontosan kiszámítani az űrhajók gyorsulásának sebességét ilyen manőverek során. Néha előfordul, hogy a számított sebesség nem egyezik meg a korábban bejelentett sebességgel. Az ilyen következetlenségeket "rendellenes gyorsulásnak" nevezzük.
Most a tudósok képesek csak a pontos sebességkülönbség kiszámítására, amikor gyorsulnak a Föld gravitációs energiája miatt. Azonban még ebben az esetben is előre nem látható események történnek, mint például 1999-ben a NASA "Cassini" szondájával, amelynek ismeretlen körülmények miatti repülési sebességét másodpercenként 2 milliméterrel lassították. Egy másik eset 1998-ban fordult elő, amikor ugyanannak a NASA-nak a NEAR űrhajója megmagyarázhatatlan 13 milliméter / másodperces gyorsulást kapott a korábban bejelentett számításoknál.
"Ezek a megmagyarázhatatlan különbségek a számított és a valós sebességben nem játszanak jelentős szerepet az űrhajók repülési útvonalának megváltoztatásában" - mondja Louis Acedo Rodriguez, a valenciai Politechnikai Egyetem fizikusa.
"Noha ezek a rendellenes különbségek az összes kockázatra tekintettel kevésbé gyakoriak, nagyon fontos tudni, hogy mi okozza őket."
A tudósok egy időben különféle elméleteket javasoltak arról, hogy mi okozhatja ezeket a rendellenességeket. Mind a napsugárzás, mind a bolygónk gravitációja által elfoglalt sötét anyag a bűnösökbe került, de senki sem tudja ennek a jelenségnek a pontos okát. Még mindig.
Jupiter nagyszerű vörös foltja
A Jupiter, a Nap ötödik bolygójának nagy vörös foltjának két megoldatlan rejtélye van. Az első rejtély ahhoz kapcsolódik, hogy miért nem ér véget ez az óriási hurrikán? Olyan hatalmas, hogy legalább két Földünk méretű bolygó elfér benne.
„A jelenlegi elméletek szerint a Jupiter nagy vörös foltjának néhány évtized után el kellett volna tűnnie. Ez a hurrikán azonban évszázadok óta tart”- mondja Pedram Hasanzade, a Harvard Egyetem munkatársa.
Számos elmélet próbálja megmagyarázni annak ilyen hosszú időtartamát. Az egyik ilyen elmélet szerint egy hosszú életű óriási hurrikán elnyeli a közelben lévő kisebb tornádókat, elnyelve azok energiáját. Maga Hasanzade egy másik elméletet javasolt 2013-ban. Szerinte a hideg gázok örvény áramlása alulról felfelé, a forró gázok felülről lefelé mozgása pedig ebben az óriási hurrikánban lehetővé teszi a központjában lévő energia egy részének helyreállítását. Ennek ellenére a javasolt elméletek egyike sem oldja meg véglegesen a rejtvény kérdését.
A nagy vörös folt második rejtélye a szín forrásával függ össze. Az egyik elmélet szerint a piros színt a gázóriás látható felhői által elrejtett kémiai elemek okozzák. Egyes tudósok azonban azt állítják, hogy a kémiai elemek felfelé irányuló mozgása az örvény telítettebb vörös árnyalatának eredménye lenne minden magasságban.
Az egyik legújabb hipotézis szerint a Jupiter nagy vörös foltja a felső felhőréteg egyfajta "leégése", míg az alsó rétegek fehérek vagy inkább szürkés színűek. Az elméletet támogató tudósok úgy vélik, hogy az örvény vörös színét a Nap ultraibolya fényének való kitettség képezi, áttörve a Jupiter felső légkörében lévő gáz ammóniaösszetételét.
Titán időjárás
A Földhöz hasonlóan a Titannak is megvannak a maga évszakai. A Titan az egyetlen műhold a Naprendszerünkben, amelynek sűrű atmoszférája van. A Titán minden évada megegyezik körülbelül hét évvel a Földön (a Titan, emlékszem, a Szaturnusz műholdja, amely 29 Föld-évet vesz igénybe a Nap körüli pályán).
A Titan utolsó szezonváltása 2009-ben történt. Az északi féltekén a tél a tavasznak adott helyet, míg a műhold déli részén a nyár az ősznek. Azonban 2012 májusában, a déli féltekén az őszi szezonban a Cassini űrhajó fényképeket készített a műhold déli pólusánál kialakuló óriási sarki örvényről. Miután meglátta ezeket a fényképeket, a tudósokat megzavarta az a tény, hogy az örvény 300 kilométerrel a Titan felszíne felett alakult ki. A zűrzavar oka annak a területnek a magassága és hőmérséklete volt, ahol ez az örvény kialakult - túl magasak voltak.
A Titan légkörében visszaverődő napfény színeinek spektrális adatait elemezve a tudósok képesek voltak kimutatni a hidrogén-cianid részecskék jelenlétének jeleit. A jelenléte pedig azt jelentheti, hogy a Titanról alkotott teljes elképzelésünk alapvetően téves. A hidrogén-cianid jelenlétének azt kell jeleznie, hogy a műhold felső légköre 100 Celsius-fokkal hidegebb legyen, mint azt korábban gondolták. Az évszak változásával a Titan déli féltekéjén a vártnál gyorsabban hűlni kezdett a légkör.
Mivel az évszakváltás során a légkör keringése hatalmas mennyiségű gázt vezet dél felé, a hidrogén-cianid koncentrációja növekszik és lehűti a környező levegőt. A napfénynek való kitettség csökkentése a téli szezonban a déli féltekét is jobban hűti. A tudósok tesztelni fogják ezt a feltételezést, valamint a Titan számos más rejtélyét a nyári napforduló napján, amely a Szaturnuszon fog bekövetkezni 2017-ben.
Ultraenergia kozmikus sugárforrás
A kozmikus sugárzás nagy energiájú sugárzás, amelyet a tudomány még nem tanulmányozott teljes mértékben. Az asztrofizika egyik fő rejtélye, hogy honnan származik az ultraenergetikus kozmikus sugárzás, és hogyan tartalmazhat ilyen hihetetlen mennyiségű energiát. Ezek az univerzumunkban ismert legtöbbet töltött részecskék. A tudósok csak akkor figyelhetik meg mozgásukat, amikor bolygónk felső rétegeihez ütköznek, még kisebb részecskékbe törnek, és néhány nanomásodpercnél nem hosszabb éles rádióhullámot okoznak.
A Földön azonban lehetetlen nyomon követni, honnan származnak ezek a részecskék. Ezeknek a részecskéknek a detektálására a legnagyobb detektor területe a Földön csak mintegy 3000 négyzetkilométer, ami megközelítőleg megegyezik a törpe Luxemburg területével. A tudósok azt tervezik, hogy megoldják ezt a problémát a "négyzetkilométeres rács" (SKA) - egy szenzoros rádióinterferométer - megépítésével, amelynek köszönhetően a Hold (igen, a mi természetes műholdunk) igazi óriási kozmikus sugárzási detektorrá válik.
A négyzetkilométeres rács a Hold felszínének teljes látható részét felhasználja az ezen rendkívül nagy energiájú részecskék rádiójeleinek felderítésére. Az SKA-nak köszönhetően a tudósok akár 165 rendkívül nagy energiájú részecskével kapcsolatos esemény rögzítését tervezik, ami természetesen sokszor annyi, mint amennyire most képesek.
"Az ilyen típusú kozmikus sugárzás olyan ritka, hogy hihetetlenül hatalmas detektorral kell rendelkeznie, amely képes összegyűjteni a szükséges mennyiségű információt, amellyel valóban együtt dolgozhat" - magyarázza Dr. Justin Bray, a Southamptoni Egyetem munkatársa.
- De a hold mérete eltörpül minden más, valaha épített részecske-detektoron. Ha sikerrel járunk, akkor jobb lehetőség lesz megtudni, honnan származnak ezek a részecskék."
Vénusz rádiócsend
A Vénusz forró, sűrű, felhős légkörrel rendelkezik, amely elrejti a felületét a látótér elől. Eddig ennek a bolygónak a felszínét csak radarral lehet feltérképezni. Amikor a Magellan űrhajó 20 évvel ezelőtt meglátogatta a Vénuszt, a tudósok a bolygó két olyan rejtélyére lettek kíváncsiak, amelyek eddig megoldatlanok maradtak.
Az első rejtély az, hogy minél magasabb a bolygó felszínének terepe, annál jobb („fényesebb”) visszaverődést mutatnak a felszínre irányított rádióhullámok. Valami hasonló történik itt a Földön, de figyelembe véve a látható fényt. Minél magasabbra megyünk, annál alacsonyabb lesz a hőmérséklet. Minél magasabb a hegyekben, annál nagyobbak és vastagabbak a hótakarók. Hasonló hatással van a Vénuszra is, amelynek felületét nem tudjuk megfigyelni látható fényben. A tudósok úgy vélik, hogy ez a hatás a kémiai időjárási folyamatnak köszönhető, amely függ a hőmérséklettől vagy a nehézfém csapadék típusától, amelyek fém kupakként működnek, amelyek visszaverik a rádiójeleket.
A Vénusz második rejtélye a bolygó felszínének magaslatain található radarrések jelenlétében rejlik. A tudósok halvány tükröződéseket látnak 2400 méteres magasságban, majd élesen ugranak a jelvisszaverődések, amikor 4500 méterre emelkednek. 4700 méterről indulva azonban a jelvisszaverődés rései élesen növekednek. Néha több száz ilyen hiányosság van. Úgy tűnik, hogy a jelek az ürességre mennek.
Fényfoltok a Szaturnusz F-gyűrűjén
Összehasonlítva a Cassini űrhajó által nemrégiben megszerzett adatokat a 30 évvel ezelőtt a Voyager által megszerzett információkkal, a tudósok megállapították, hogy a Szaturnusz F gyűrűjén a fényes csomók megnyilvánulásai csökkentek (bár a csomók teljes száma változatlan marad). A tudósok megállapították, hogy az F-gyűrű képes megváltozni. Ugyanakkor nagyon gyorsan. Több napig aktuális.
"Ez a megfigyelés újabb rejtélyt nyit naprendszerünk előtt, amelyet mindenképpen érdemes megoldani" - mondja Robert French, a kaliforniai SETI Intézet munkatársa.
A Szaturnusz egyes gyűrűi jégdarabokból készülnek, amelyek nagyságukban hasonlóak a nagy sziklákhoz. A bolygó F-gyűrűje azonban jégrészecskékből áll, amelyek nem nagyobbak, mint a porszemek. Emiatt a tudósok az F-gyűrűt gyakran "porgyűrűnek" nevezik. Amikor ezt a gyűrűt nézi, halvány fényt fog látni.
Esetenként a gyűrű közelében lévő jégrészecskék egyesülve nagy jéggömböket alkotnak - a Szaturnusz apró holdjait. Amikor ezek az apró műholdak ütköznek az F-gyűrű nagy részével, kiszorítják az azt alkotó részecskéket. Ennek eredményeként fényes fellángolások lépnek fel. Ezeknek a fellángolásoknak a száma közvetlenül összefügg ezeknek az apró műholdaknak a számával. Legalábbis ezt mondja az egyik elmélet.
Egy másik elmélet szerint a Szaturnusz F-gyűrűje viszonylag nemrégiben alakult ki. És a bolygó nagyobb jég műholdak pusztulásának eredményeként jött létre. Ebben az esetben az F-gyűrű változásai annak fejlődésének köszönhetők. A tudósok még nem döntötték el, melyik elmélet hasonlít jobban az igazságra. További megfigyelésekre van szükség a bolygó F-gyűrűjéről.
Képzeletbeli Európa gejzírek
2013 végén a tudósok bejelentették, hogy a Hubble űrtávcső 200 méteres távolságban gejzíreket fedezett fel Európa déli sarkának felszínétől, a Jupiter jeges holdjától. A tudomány számára váratlanul könnyebben lehet keresni a földönkívüli életet. Végül is egy orbitális szonda átrepülhetett ezeken a gejzíreken, és mintákat gyűjthetett az Európa óceáni összetételéből, hogy az élet jeleit keresse anélkül, hogy jeges felszínre kellene szállnia.
Európa további megfigyelései azonban nem mutattak bizonyítékot a vízgőzre. A korábban összegyűjtött adatok újraelemzése általában megkérdőjelezte, hogy vannak-e egyáltalán gejzírek. Egyes tudósok arra is felhívják a figyelmet, hogy a Hubble nem talált gejzíreket, miközben 1999 októberében és 2012 novemberében felfedezte Európát.
A gejzírek "felfedezése" Európában igazi rejtélynek bizonyult. A NASA repülőgép-ügynöksége robotszondát tervez küldeni a Jupiter műholdjára, amelynek feladata a megfigyelés valóságának vagy valószerűtlenségének megértése lesz.
Metán a Marson
A Vörös Bolygón való tartózkodás óta a Curiosity rover nem észlelte a metán jeleit a Marson, de 8 hónappal a leszállás után a tudósokat meglepte, amit a rover érzékeny érzékelőivel rögzített. A Földön a légkörben lévő metán több mint 90 százaléka élőlényekből származik. Éppen ezért a tudósok mindenképpen úgy döntöttek, hogy megtudják, honnan származhat a metán a Marson, és mi okozhatja annak váratlan kibocsátását a Vörös Bolygó légkörébe.
Ugyanezen kutatók szerint ennek számos oka lehet. Ezek egyike lehet például a metánt termelő baktériumok vagy metanogének jelenléte a bolygón. Egy másik valószínű ok a hidrogénben gazdag meteoritok, amelyek időnként behatolnak a Mars légkörébe, és valójában egyfajta szerves bombák, amelyek metánt bocsátanak ki, amikor a Nap ultraibolya sugárzása szélsőséges hőmérsékletekre melegíti fel. Sok elmélet van ebben a kérdésben, és az egyik szebb, mint a másik.
A Mars második rejtélye, hogy a metán nemcsak megjelenik, hanem eltűnik is. Amikor a marsi űrszonda nem fedezte fel a metán jeleit, miután azt eredetileg ott fedezték fel, a tudósok értetlenül álltak. A tudomány szerint a metán néhány év alatt nem tűnhet el a bolygóról. Ennek a vegyi anyagnak a légkörből történő lebontása körülbelül 300 évet vesz igénybe. Ezért a tudósoknak kérdésük van: a metánt valóban felfedezték a Marson?
A metán-kibocsátás egy részét azonban valóban megerősítették. Ami pedig akkor járt: talán a marsi szelek folyamatosan elűzik a metánmolekulákat a Curiosity érzékeny érzékelőitől? És ez mégsem magyarázza semmilyen módon a pályán lévő űrszonda bizonyos megfigyeléseit.
Az élet Ceresen
A NASA Dawn űrkutató járműve siet, hogy találkozzon Ceressel, egy törpebolygóval, amely a Naprendszerünkben található. Az űrszonda 2015 márciusában érkezik meg. Szinte minden, amit Ceresről tudunk, rejtély marad a tudósok előtt. A Vesta protobolygótól eltérően, amelyet Dawn meglátogatott Ceres felé tartva, a Cereshez kapcsolódó meteoritokról vagy üstökösökről nincsenek olyan történetek, amelyek alakíthatnák a szerkezetét.
És bár a Vesta továbbra is nagyon száraz aszteroida, a Ceres feltehetően sziklákból és jégből áll, és jégsapkája alatt folyékony vizet tartalmazó óceán található. A tudósok szerint a víz ilyen vagy olyan formában az összetételének 40 százalékát teszi ki. Ceres a tudomány szerint a második bolygó (a Föld után) vagy bármely más kozmikus test, amely ilyen hatalmas víztartalékokat tartalmaz Naprendszerünkben. Igaz, a tudósoknak még nem sikerült kideríteniük a víz pontos mennyiségét. Talán a Dawn űrhajó segít megoldani ezt a kérdést, valamint megválaszolja azt a kérdést, hogy miért különbözik Ceres ennyire Vestától.
Mindkét törpe bolygó létfontosságú információkat tartalmazhat a Föld életéről. És Ceres ebben a tekintetben a legrejtélyesebb. Támogathatja ez a protobolygó az életet? Tudósok szerint három összetevő szükséges az élethez: energiaforrás, folyékony víz és kémiai építőelemek, például szén. Amellett, hogy a víz nagy mennyiségben jelen lehet Ceresen, folyékony formában is, maga a Ceres is elég közel van a Naphoz ahhoz, hogy elegendő mennyiségű naphőt fogadjon. A tudomány egyelőre nem ismert, hogy a törpebolygó rendelkezik-e saját belső hőforrással. Az élet szükséges építőköveiről sem tudni semmit. Reméljük, hogy a Dawn űrmisszió képes megválaszolni ezeket a kérdéseket.
NIKOLAY KHIZHNYAK