Tất cả chúng ta đều tự hỏi tại một thời điểm nào đó hoặc điều gì khác bí ẩn Hệ mặt trời của chúng ta nắm giữ. Rốt cuộc, tám hành tinh (cộng với Sao Diêm Vương và tất cả những người khác Các hành tinh lùn) quay quanh trong một thể tích rất nhỏ của vòng xoắn ốc (thể tích không gian bị chi phối bởi ảnh hưởng của Mặt trời), điều gì xảy ra trong phần còn lại của khối lượng mà chúng ta gọi là nhà của chúng ta? Khi chúng ta đẩy nhiều robot vào không gian, cải thiện khả năng quan sát và bắt đầu trải nghiệm không gian cho chính mình, chúng ta tìm hiểu nhiều hơn về bản chất của nơi chúng ta đến và cách các hành tinh phát triển. Nhưng ngay cả với kiến thức tiến bộ của chúng tôi, chúng tôi sẽ ngây thơ khi nghĩ rằng chúng tôi có tất cả các câu trả lời, rất nhiều điều vẫn cần được khám phá. Vì vậy, theo quan điểm cá nhân, tôi sẽ coi điều gì là bí ẩn lớn nhất trong Hệ Mặt Trời của chúng ta? Chà, tôi sẽ nói với bạn của tôi mười yêu thích hàng đầu của một số câu hỏi hóc búa khác Hệ mặt trời của chúng ta đã ném vào chúng ta. Vì vậy, để có được quả bóng lăn, tôi sẽ bắt đầu ở giữa, với Mặt trời. (Không có điều nào sau đây có thể được giải thích bằng vật chất tối, trong trường hợp bạn đang tự hỏi, thực ra nó có thể, nhưng chỉ một chút thôi…)
10. Nhiệt độ cực mặt trời không phù hợp
Tại sao Sun Sun South Cực mát hơn Bắc Cực? Trong 17 năm, tàu thăm dò mặt trời Ulysses đã cho chúng ta một cái nhìn chưa từng thấy về Mặt trời. Sau khi được phóng lên tàu con thoi Discovery vào năm 1990, nhà thám hiểm gan dạ đã thực hiện một chuyến đi không chính thống thông qua Hệ mặt trời. Sử dụng Sao Mộc cho súng cao su hấp dẫn, Ulysses đã bay ra khỏi mặt phẳng hoàng đạo để nó có thể vượt qua kết thúc Mặt trời trên quỹ đạo cực (tàu vũ trụ và các hành tinh thường quay quanh xích đạo Mặt trời). Đây là nơi mà tàu thăm dò đã hành trình trong gần hai thập kỷ, mất đi chưa từng thấy tại chỗ quan sát gió mặt trời và tiết lộ bản chất thực sự của những gì xảy ra ở hai cực của ngôi sao của chúng ta. Than ôi, Ulysses sắp chết vì tuổi già, và nhiệm vụ đã kết thúc một cách hiệu quả vào ngày 1 tháng 7 (mặc dù vẫn còn một số liên lạc với nghề thủ công).
Tuy nhiên, quan sát các khu vực chưa được khám phá của Mặt trời có thể tạo ra kết quả khó khăn. Một kết quả bí ẩn như vậy là Nam Cực của Mặt trời mát hơn Bắc Cực 80.000 Kelvin. Các nhà khoa học bối rối vì sự khác biệt này vì hiệu ứng dường như không phụ thuộc vào cực từ của Mặt trời (làm bật từ bắc sang nam từ sau mỗi 11 năm). Ulysses đã có thể đo nhiệt độ mặt trời bằng cách lấy mẫu các ion trong gió mặt trời ở khoảng cách 300 triệu km so với Bắc Cực và Nam Cực. Bằng cách đo tỷ lệ các ion oxy (O6+/ O7+), có thể đo được các điều kiện plasma ở đáy lỗ vành.
Đây vẫn là một câu hỏi mở và giải thích duy nhất các nhà vật lý năng lượng mặt trời hiện có thể đưa ra là khả năng cấu trúc mặt trời ở các vùng cực khác nhau theo một cách nào đó. Nó xấu hổ Ulysses cắn bụi, chúng ta có thể làm với một quỹ đạo cực để có nhiều kết quả hơn (xem Tàu vũ trụ Ulysses chết vì nguyên nhân tự nhiên).
9. Bí ẩn sao Hỏa
Tại sao các bán cầu sao Hỏa rất khác nhau? Đây là một bí ẩn khiến các nhà khoa học thất vọng trong nhiều năm. Bán cầu bắc của sao Hỏa chủ yếu là những vùng đất thấp không có gì đặc biệt, trong khi đó bán cầu nam được nhồi nhét những dãy núi, tạo ra những vùng cao nguyên rộng lớn. Ngay từ rất sớm trong nghiên cứu về Sao Hỏa, giả thuyết rằng hành tinh đã bị một thứ gì đó rất lớn (do đó tạo ra vùng đất thấp rộng lớn, hoặc một lưu vực tác động khổng lồ) đã bị loại bỏ. Điều này chủ yếu là do vùng đất thấp đã không có đặc điểm địa lý của một miệng hố va chạm. Để bắt đầu, không có miệng núi lửa. Cộng với vùng tác động không phải là hình tròn. Tất cả điều này chỉ ra một số lời giải thích khác. Nhưng các nhà nghiên cứu mắt đại bàng tại Caltech gần đây đã xem xét lại lý thuyết va chạm và tính toán rằng một tảng đá khổng lồ có đường kính từ 1.600 đến 2.700 km có thể tạo vùng đất thấp của bán cầu bắc (xem Hai mặt của sao Hỏa giải thích).
Tiền thưởng bí ẩn: Liệu lời nguyền sao Hỏa có tồn tại? Theo nhiều chương trình, các trang web và sách có một thứ gì đó (gần như là huyền bí) trong không gian ăn uống (hoặc giả mạo) các nhà thám hiểm sao Hỏa robot của chúng ta. Nếu bạn nhìn vào số liệu thống kê, bạn sẽ được tha thứ vì bị sốc một chút: Gần hai phần ba tất cả các nhiệm vụ trên sao Hỏa đã thất bại. Các tên lửa trên sao Hỏa của Nga đã nổ tung, các vệ tinh của Mỹ đã chết giữa chuyến bay, các tàu đổ bộ của Anh đã đánh dấu cảnh quan Hành tinh Đỏ; không có nhiệm vụ sao Hỏa nào miễn nhiễm với Tam giác Mars Mars. Vì vậy, có một trò chơi Galactic Ghoul 'ngoài kia đang gây rối với ‘bot của chúng ta? Mặc dù điều này có thể hấp dẫn đối với một số người trong chúng ta mê tín dị đoan, nhưng phần lớn tàu vũ trụ bị mất do Lời nguyền sao Hỏa chủ yếu là do tổn thất nặng nề trong các nhiệm vụ tiên phong lên sao Hỏa. Tỷ lệ tổn thất gần đây tương đương với tổn thất duy trì khi khám phá các hành tinh khác trong Hệ Mặt trời. Mặc dù may mắn có thể có một phần nhỏ để chơi, nhưng bí ẩn này là một sự mê tín hơn bất cứ thứ gì có thể đo lường được (xem Lời nguyền của Mars Mars Lời nói: Tại sao có quá nhiều nhiệm vụ thất bại?).
8. Sự kiện Tunguska
Điều gì gây ra tác động Tunguska? Quên Fox Mulder vấp ngã trong rừng Nga, đây không phải là tập X-Files. Năm 1908, Hệ mặt trời đã ném một cái gì đó tại chúng tôi nhưng chúng tôi không biết những gì. Điều này đã được một bí ẩn lâu dài kể từ nhân chứng mắt mô tả một đèn flash sáng (mà có thể được nhìn thấy hàng trăm dặm) so với Podkamennaya Tunguska ở Nga. Khi điều tra, một khu vực rộng lớn đã bị tàn phá; khoảng 80 triệu cây đã bị đốn hạ như que diêm và hơn 2.000 km2 đã bị san phẳng. Nhưng không có miệng núi lửa. Những gì đã từ trên trời rơi xuống?
Bí ẩn này vẫn còn là một trường hợp mở, mặc dù các nhà nghiên cứu đang đặt cược cho một số dạng của airburstv khi một sao chổi hoặc thiên thạch bay vào bầu khí quyển, phát nổ trên mặt đất. Một nghiên cứu pháp y vũ trụ gần đây đã tìm lại các bước của một mảnh thiên thạch có thể với hy vọng tìm thấy nguồn gốc của nó và thậm chí có thể tìm thấy tiểu hành tinh mẹ. Họ có nghi phạm, nhưng điều hấp dẫn là, không có bằng chứng thiên thạch nào xung quanh khu vực va chạm. Cho đến nay, dường như không có nhiều lời giải thích cho điều đó, nhưng tôi không nghĩ rằng cần phải tham gia Mulder và Scully (xem Tìm thấy anh em họ Tunguska Thiên thạch sao băng?).
7. Thiên vương tinh nghiêng
Tại sao Thiên vương quay về phía nó? Hành tinh kỳ lạ là sao Thiên Vương. Trong khi tất cả các hành tinh khác trong Hệ Mặt Trời ít nhiều đều có trục quay hướng vào hướng lên từ mặt phẳng hoàng đạo, Uranus nằm nghiêng, với độ nghiêng trục 98 độ. Điều này có nghĩa là trong thời gian rất dài (42 năm một lần), điểm cực Bắc hoặc cực Nam của nó trực tiếp tại Mặt trời. Phần lớn các hành tinh có vòng quay tiến lên trước; tất cả các hành tinh đều quay ngược chiều kim đồng hồ khi nhìn từ phía trên Hệ Mặt trời (tức là phía trên Cực Bắc của Trái đất). Tuy nhiên, Sao Kim hoàn toàn ngược lại, nó có một vòng quay ngược, dẫn đến giả thuyết rằng nó bị đá lệch trục sớm trong quá trình tiến hóa của nó do một tác động lớn. Vì vậy, điều này đã xảy ra với Thiên vương tinh quá? Có phải nó bị một cơ thể đồ sộ tấn công?
Một số nhà khoa học tin rằng Thiên vương tinh là nạn nhân của một cuộc tấn công vũ trụ, nhưng những người khác tin rằng có thể có một cách mô tả thanh lịch hơn về cấu hình kỳ lạ của khí khổng lồ. Đầu tiên trong quá trình phát triển của Hệ mặt trời, các nhà vật lý thiên văn đã chạy các mô phỏng cho thấy cấu hình quỹ đạo của Sao Mộc và Sao Thổ có thể đã vượt qua cộng hưởng quỹ đạo 1: 2. Trong giai đoạn đảo lộn hành tinh này, ảnh hưởng hấp dẫn kết hợp của Sao Mộc và Sao Thổ đã truyền động lượng quỹ đạo tới khối khí khổng lồ nhỏ hơn Uranus, đẩy nó ra khỏi trục. Cần có nhiều nghiên cứu hơn để xem liệu nhiều khả năng một tảng đá có kích thước Trái đất đã tác động đến Thiên vương tinh hay liệu Sao Mộc và Sao Thổ có đáng trách hay không.
6. Khí quyển Titan Titan
Tại sao Titan có bầu không khí? Titan, một trong những mặt trăng Saturn, là chỉ có mặt trăng trong Hệ mặt trời với bầu không khí quan trọng. Đây là mặt trăng lớn thứ hai trong Hệ Mặt trời (chỉ đứng sau Sao Mộc Mặt trăng Ganymede) và lớn hơn khoảng 80% so với Mặt trăng Trái đất. Mặc dù nhỏ khi so sánh với các tiêu chuẩn trên mặt đất, nó giống Trái đất hơn là chúng ta cho nó tín dụng. Sao Hỏa và Sao Kim thường được gọi là anh em ruột Trái Đất, nhưng bầu khí quyển của chúng mỏng hơn 100 lần và dày hơn 100 lần, tương ứng. Mặt khác, bầu khí quyển Titan Titan chỉ dày hơn một lần rưỡi so với Trái đất, cộng với nó chủ yếu bao gồm nitơ. Nitơ thống trị bầu khí quyển Trái đất (với thành phần 80%) và nó thống trị bầu khí quyển Titans (ở thành phần 95%). Nhưng tất cả nitơ này đến từ đâu? Giống như trên Trái đất, nó là một bí ẩn.
Titan là một mặt trăng thú vị và nhanh chóng trở thành mục tiêu chính để tìm kiếm sự sống. Không chỉ có một bầu không khí dày đặc, bề mặt của nó được nhồi nhét đầy hydrocarbon được cho là rất bổ dưỡng với các tholin, hóa chất hoặc prebiotic. Thêm vào đó là hoạt động điện trong bầu khí quyển Titan và chúng ta có một mặt trăng đáng kinh ngạc với tiềm năng to lớn để sự sống phát triển. Nhưng không biết bầu không khí của nó đến từ đâu mà chúng ta không biết.
5. Hệ thống sưởi mặt trời
Tại sao bầu khí quyển mặt trời nóng hơn bề mặt mặt trời? Bây giờ đây là một câu hỏi đã cáo buộc các nhà vật lý năng lượng mặt trời trong hơn nửa thế kỷ. Những quan sát quang phổ ban đầu của corona mặt trời đã tiết lộ một điều khó hiểu: Không khí của Sun Sun là nóng hơn hơn cả không gian ảnh. Trên thực tế, nó nóng đến mức có thể so sánh với nhiệt độ được tìm thấy trong lõi của Mặt trời. Nhưng làm thế nào điều này có thể xảy ra? Nếu bạn bật một bóng đèn, không khí xung quanh bóng đèn sẽ không nóng hơn bản thân kính; khi bạn đến gần nguồn nhiệt hơn, nó sẽ ấm hơn chứ không lạnh hơn. Nhưng đây chính xác là những gì Mặt trời đang làm, ảnh mặt trời có nhiệt độ khoảng 6000 Kelvin trong khi plasma chỉ cao hơn vài nghìn km so với mặt trời đã qua 1 triệu Kelvin. Như bạn có thể nói, tất cả các loại luật vật lý dường như bị vi phạm.
Tuy nhiên, các nhà vật lý năng lượng mặt trời đang dần dần tiếp cận những gì có thể gây ra sự nóng lên vành đai bí ẩn này. Khi các kỹ thuật quan sát được cải thiện và các mô hình lý thuyết trở nên tinh vi hơn, bầu khí quyển mặt trời có thể được nghiên cứu sâu hơn bao giờ hết. Hiện tại người ta tin rằng cơ chế sưởi ấm vành có thể là sự kết hợp của các hiệu ứng từ trong khí quyển mặt trời. Có hai ứng cử viên chính cho hệ thống sưởi corona: nanoflares và sóng sưởi. Đối với tôi, người ta luôn luôn là một người ủng hộ rất lớn cho các lý thuyết gia nhiệt sóng (một phần lớn nghiên cứu của tôi được dành cho việc mô phỏng các tương tác sóng từ tính dọc theo các vòng vành), nhưng có bằng chứng mạnh mẽ cho thấy các sợi nano cũng ảnh hưởng đến sự gia nhiệt của sóng sưởi.
Mặc dù chúng tôi khá chắc chắn rằng việc gia nhiệt bằng sóng và / hoặc các sợi nano có thể chịu trách nhiệm, cho đến khi chúng tôi có thể đưa một đầu dò vào sâu trong corona mặt trời (hiện đang được lên kế hoạch với nhiệm vụ Thăm dò Mặt trời), thực hiện tại chỗ Các phép đo của môi trường coronal, chúng tôi đã thắng chắc chắn gì làm nóng corona (xem Vòng lặp ấm áp có thể giữ chìa khóa cho khí quyển mặt trời nóng).
4. Bụi sao chổi
Làm thế nào bụi hình thành ở nhiệt độ cao xuất hiện trong sao chổi đông lạnh? Sao chổi là những người du mục băng giá, bụi bặm của Hệ mặt trời. Được cho là đã tiến hóa ở ngoài vũ trụ, trong Vành đai Kuiper (xung quanh quỹ đạo của Sao Diêm Vương) hoặc trong một khu vực bí ẩn gọi là Đám mây Oort, những cơ thể này thỉnh thoảng bị đánh gục và rơi xuống dưới lực hấp dẫn yếu của Mặt trời. Khi chúng rơi xuống Hệ mặt trời bên trong, sức nóng của Sun Sun sẽ khiến băng bay hơi, tạo ra một cái đuôi sao chổi được gọi là hôn mê. Nhiều sao chổi rơi thẳng vào Mặt trời, nhưng một số khác thì may mắn hơn, hoàn thành một khoảng thời gian ngắn (nếu chúng bắt nguồn từ Vành đai Kuiper) hoặc thời gian dài (nếu chúng bắt nguồn từ quỹ đạo của Đám mây Oort).
Nhưng một thứ kỳ lạ đã được tìm thấy trong bụi được thu thập bởi nhiệm vụ Stardust của NASA 2004 cho Comet Wild-2. Các hạt bụi từ cơ thể đông lạnh này dường như đã được hình thành ở nhiệt độ cao. Comet Wild-2 được cho là có nguồn gốc từ và phát triển trong Vành đai Kuiper, vậy làm thế nào những mẫu nhỏ bé này có thể được hình thành trong một môi trường có nhiệt độ hơn 1000 Kelvin?
Hệ mặt trời phát triển từ một tinh vân khoảng 4,6 tỷ năm trước và hình thành một đĩa bồi tụ lớn khi nó nguội đi. Các mẫu được thu thập từ Wild-2 chỉ có thể được hình thành ở khu vực trung tâm của đĩa bồi tụ, gần Mặt trời trẻ, và một cái gì đó đã vận chuyển chúng đến các vùng xa của Hệ Mặt trời, cuối cùng kết thúc ở Vành đai Kuiper. Nhưng cơ chế nào có thể làm điều này? Chúng tôi không quá chắc chắn (xem Bụi sao chổi rất giống với tiểu hành tinh).
3. Vách đá Kuiper
Tại sao Vành đai Kuiper đột nhiên kết thúc? Vành đai Kuiper là một khu vực khổng lồ của Hệ Mặt trời tạo thành một vành đai quanh Mặt trời ngay ngoài quỹ đạo của Sao Hải Vương. Nó giống như vành đai tiểu hành tinh giữa Sao Hỏa và Sao Mộc, Vành đai Kuiper chứa hàng triệu vật thể nhỏ bằng đá và kim loại, nhưng nó lại nặng gấp 200 lần. Nó cũng chứa một lượng lớn nước, khí mêtan và amoniac, thành phần của hạt nhân sao chổi có nguồn gốc từ đó (xem # 4 ở trên). Vành đai Kuiper còn được biết đến với người chiếm giữ hành tinh lùn, Pluto và (gần đây hơn) là đồng bào Plutoid Hồi Makemake.
Vành đai Kuiper đã là một khu vực chưa được khám phá khá nhiều của Hệ mặt trời (chúng tôi chờ đợi một cách nôn nóng cho nhiệm vụ Sao Diêm Vương mới của NASA đến đó vào năm 2015), nhưng nó đã đưa ra một câu đố. Dân số của Vật thể Vành đai Kuiper (KBO) đột nhiên rơi xuống ở khoảng cách 50 AU từ Mặt trời. Điều này khá kỳ lạ khi các mô hình lý thuyết dự đoán một tăng về số lượng KBO vượt quá điểm này. Sự thả xuống quá ấn tượng đến nỗi tính năng này đã được mệnh danh là Vách đá Kuiper.
Chúng tôi hiện không có lời giải thích nào cho Vách đá Kuiper, nhưng có một số giả thuyết. Một ý tưởng là thực sự có rất nhiều KBO ngoài 50 AU, chỉ có điều họ đã buộc phải tạo thành các vật thể lớn hơn vì một số lý do (và do đó không thể quan sát được). Một ý tưởng khác gây tranh cãi hơn là các KBO ngoài Vách đá Kuiper đã bị một cơ thể hành tinh quét sạch, có thể là kích thước của Trái đất hoặc Sao Hỏa. Nhiều nhà thiên văn học lập luận chống lại việc trích dẫn việc thiếu bằng chứng quan sát về thứ gì đó quay quanh quỹ đạo Kuiper. Tuy nhiên, lý thuyết hành tinh này rất hữu ích cho những người tận thế ngoài kia, cung cấp bằng chứng mỏng manh về sự tồn tại của Nibiru, hay Hành tinh X .. Nếu có một hành tinh ngoài kia, chắc chắn là không phải Thư đến của người khác và chắc chắn là không phải đến trước cửa nhà của chúng tôi vào năm 2012.
Vì vậy, trong ngắn hạn, chúng ta không biết tại sao Vách đá Kuiper tồn tại
2. Sự bất thường của Tiên phong
Tại sao các tàu thăm dò tiên phong trôi dạt ngoài khóa học? Bây giờ đây là một vấn đề rắc rối cho các nhà vật lý thiên văn, và có lẽ là câu hỏi khó trả lời nhất trong các quan sát của Hệ Mặt trời. Tiên phong 10 và 11 đã được phóng trở lại vào năm 1972 và 1973 để khám phá các khu vực bên ngoài của Hệ Mặt trời. Trên đường đi, các nhà khoa học của NASA nhận thấy rằng cả hai tàu thăm dò đều trải qua một điều gì đó khá kỳ lạ; họ đã trải qua một sự tăng tốc bất ngờ của Sun-Ward, đẩy họ ra khỏi khóa học. Mặc dù độ lệch này rất lớn theo tiêu chuẩn thiên văn (cách xa 386.000 km sau 10 tỷ km di chuyển), nhưng đó là một sai lệch hoàn toàn giống nhau và các nhà vật lý thiên văn đang mất mát để giải thích những gì đang diễn ra.
Một lý thuyết chính nghi ngờ rằng bức xạ hồng ngoại không đồng đều xung quanh thân máy dò (từ đồng vị phóng xạ của plutoni trong Máy phát nhiệt điện đồng vị phóng xạ của nó) có thể phát ra các photon tốt hơn ở một bên, đẩy nhẹ về phía Mặt trời. Các lý thuyết khác là một chút kỳ lạ hơn. Có lẽ thuyết tương đối rộng Einstein Einstein cần phải được sửa đổi cho những chuyến đi dài vào không gian sâu? Hoặc có lẽ vật chất tối có một phần để chơi, có tác dụng làm chậm tàu vũ trụ Tiên phong?
Cho đến nay, chỉ có 30% độ lệch có thể được xác định dựa trên lý thuyết phân phối nhiệt không đồng đều và các nhà khoa học không thể tìm ra câu trả lời rõ ràng (xem Sự bất thường của người tiên phong: Sự sai lệch khỏi trọng lực Einstein?).
1. Đám mây Oort
Làm thế nào để chúng ta biết Đám mây Oort thậm chí còn tồn tại? Theo như những bí ẩn của Hệ mặt trời, sự bất thường của Tiên phong là một hành động khó theo dõi, nhưng đám mây Oort (theo quan điểm của tôi) là bí ẩn lớn nhất trong tất cả. Tại sao? Chúng tôi chưa bao giờ nhìn thấy nó, nó là một khu vực giả thuyết của không gian.
Ít nhất là với Vành đai Kuiper, chúng ta có thể quan sát các KBO lớn và chúng ta biết nó ở đâu, nhưng Đám mây Oort ở quá xa (nếu nó thực sự ở ngoài đó). Đầu tiên, Đám mây Oort được dự đoán là cách Mặt trời hơn 50.000 AU (cách đó gần một năm ánh sáng), chiếm khoảng 25% đường về phía người hàng xóm gần nhất của chúng ta, Proxima Centauri. Do đó, đám mây Oort cách đó rất xa. Vùng bên ngoài của Đám mây Oort gần như là rìa của Hệ Mặt trời và ở khoảng cách này, hàng tỷ vật thể của Đám mây Oort bị ràng buộc rất lỏng lẻo với Mặt trời. Do đó, chúng có thể bị ảnh hưởng đáng kể bởi sự đi qua của các ngôi sao khác gần đó. Người ta cho rằng sự gián đoạn của đám mây Oort có thể dẫn đến các vật thể băng giá rơi vào bên trong định kỳ, tạo ra các sao chổi trong thời gian dài (như sao chổi Halley,).
Trên thực tế, đây là lý do duy nhất khiến các nhà thiên văn học tin rằng Đám mây Oort tồn tại, nó là nguồn gốc của các sao chổi băng giá trong thời gian dài có quỹ đạo rất lệch tâm phát ra từ mặt phẳng hoàng đạo. Điều này cũng cho thấy rằng đám mây bao quanh Hệ mặt trời và không bị giới hạn trong một vành đai xung quanh nhật thực.
Vì vậy, Đám mây Oort dường như ở ngoài đó, nhưng chúng ta không thể trực tiếp quan sát nó. Trong những cuốn sách của tôi, đó là bí ẩn lớn nhất ở khu vực ngoài cùng của Hệ mặt trời.
