لقد تساءلنا جميعًا في مرحلة أو أخرى عن الأسرار التي يحملها نظامنا الشمسي. بعد كل شيء ، الكواكب الثمانية (بالإضافة إلى بلوتو وجميع تلك الأخرى الكواكب القزمة) مدار داخل حجم صغير جدًا من الغلاف الشمسي (حجم الفضاء الذي يسيطر عليه تأثير الشمس) ، ما الذي يحدث في بقية المجلد الذي نسميه منزلنا؟ بينما ندفع المزيد من الروبوتات إلى الفضاء ، وتحسين قدراتنا على المراقبة والبدء في تجربة الفضاء لأنفسنا ، نتعلم المزيد والمزيد عن طبيعة المكان الذي جئنا منه وكيف تطورت الكواكب. ولكن حتى مع معرفتنا المتقدمة ، سيكون من السذاجة أن نعتقد أن لدينا جميع الإجابات ، لذلك لا يزال هناك الكثير من الأمور التي يجب كشفها. لذا ، من وجهة نظر شخصية ، ما الذي أعتبره أعظم الألغاز في مجموعتنا الشمسية؟ حسنًا ، سأخبرك لي العشرة الأوائل المفضلة لبعض الألغاز المحيرة التي ألقاها نظامنا الشمسي علينا. لذا ، للحصول على الكرة تدور ، سأبدأ في الوسط مع الشمس. (لا يمكن تفسير أي مما يلي بالمادة المظلمة ، في حال كنت تتساءل ... في الواقع قد يكون ذلك ، ولكن القليل فقط…)
10. عدم تطابق درجة حرارة القطب الشمسي
لماذا يكون القطب الجنوبي للشمس أكثر برودة من القطب الشمالي؟ لمدة 17 عامًا ، أعطانا المسبار الشمسي أوليسيس رؤية غير مسبوقة للشمس. بعد إطلاقه في رحلة مكوك الفضاء ديسكفري في عام 1990 ، قام المستكشف الجريء برحلة غير تقليدية عبر النظام الشمسي. باستخدام كوكب المشتري للحصول على مقلاع جاذبية ، تم إخراج يوليسيس من سطح مسير الشمس حتى يتمكن من المرور على الشمس في مدار قطبي (المركبة الفضائية والكواكب تدور عادة حول خط الاستواء للشمس). هذا هو المكان الذي سافر فيه المسبار لمدة عقدين تقريبًا ، حيث أخذ غير مسبوق فى الموقع رصد الرياح الشمسية وكشف الطبيعة الحقيقية لما يحدث في أقطاب نجمنا. للأسف ، يموت يوليسيس بسبب الشيخوخة ، وانتهت المهمة فعليًا في 1 يوليو (على الرغم من بعض الاتصالات مع المركبة).
ومع ذلك ، يمكن أن تؤدي مراقبة مناطق الشمس غير المخططة إلى نتائج محيرة. إحدى هذه النتائج الغامضة هي أن القطب الجنوبي للشمس أكثر برودة من القطب الشمالي بمقدار 80،000 كلفن. يخلط العلماء بين هذا التناقض حيث يبدو أن التأثير مستقل عن القطبية المغناطيسية للشمس (التي تقلب الشمال المغناطيسي إلى الجنوب المغناطيسي كل 11 عامًا). تمكن أوليسيس من قياس درجة حرارة الشمس عن طريق أخذ عينات من أيونات الرياح الشمسية على مسافة 300 مليون كيلومتر فوق القطبين الشمالي والجنوبي. من خلال قياس نسبة أيونات الأكسجين (O6+/ O7+) ، يمكن قياس ظروف البلازما في قاعدة الثقب الإكليلي.
لا يزال هذا سؤالًا مفتوحًا والتفسير الوحيد الذي يمكن للفيزيائيين الشمسيين أن يتوصلوا إليه حاليًا هو إمكانية اختلاف البنية الشمسية في المناطق القطبية بطريقة ما. من العار أن يوليس الغبار قليلاً ، يمكننا القيام به مع مركبة قطبية للحصول على المزيد من النتائج (انظر وفاة مركبة الفضاء يوليسيس بسبب أسباب طبيعية).
9. أسرار المريخ
لماذا نصف الكرة المريخية مختلفة جذريًا؟ هذا هو اللغز الذي أحبط العلماء لسنوات. نصف الكرة الأرضية الشمالي من المريخ هو في الغالب أراضي منخفضة لا تحتوي على خصائص ، في حين أن نصف الكرة الجنوبي محشو بسلاسل جبلية ، مما يخلق مرتفعات شاسعة. في وقت مبكر جدًا من دراسة المريخ ، تم استبعاد النظرية القائلة بأن الكوكب قد أصيب بشيء كبير جدًا (مما أدى إلى إنشاء مناطق منخفضة شاسعة ، أو حوض تأثير ضخم). كان هذا في المقام الأول لأن الأراضي المنخفضة لم تعرض جغرافيا فوهة التصادم. كبداية ، لا توجد "حافة" فوهة البركان. بالإضافة إلى أن منطقة التأثير ليست دائرية. كل هذا يشير إلى بعض التفسيرات الأخرى. لكن الباحثين ذوي العيون النسر في Caltech قاموا مؤخرًا بإعادة النظر في نظرية الارتطام وحسبوا أن صخرة ضخمة يتراوح قطرها بين 1600 و 2700 كيلومتر يستطيع إنشاء الأراضي المنخفضة في نصف الكرة الشمالي (انظر شرح وجهين للمريخ).
سر المكافأة: هل لعنة المريخ موجودة؟ وفقًا للعديد من العروض والمواقع الإلكترونية والكتب ، هناك شيء (خوارق تقريبًا) في الفضاء يأكل (أو يتلاعب بـ) مستكشفي المريخ الروبوتيين. إذا نظرت إلى الإحصائيات ، فسوف تسامح لأنك صُدمت قليلاً: ما يقرب من ثلثي جميع مهام المريخ قد فشلت. وقد انفجرت الصواريخ الروسية المتجهة إلى المريخ ، وماتت الأقمار الصناعية الأمريكية في منتصف الرحلة ، وحطت مركبات الإنزال البريطانية علامة على منظر الكوكب الأحمر. لا توجد مهمة للمريخ محصنة ضد "مثلث المريخ". إذن هل هناك "Galactic Ghoul" يعبث بـ "روبوتاتنا"؟ على الرغم من أن هذا قد يكون جذابًا لبعضنا من الناس الخرافات ، إلا أن الغالبية العظمى من المركبات الفضائية فقدت بسبب لعنة المريخ ويرجع ذلك أساسا إلى خسائر فادحة خلال البعثات الرائدة إلى المريخ. يمكن مقارنة معدل الخسارة الأخير بالخسائر التي تكبدتها عند استكشاف الكواكب الأخرى في المجموعة الشمسية. على الرغم من أن الحظ قد يلعب دورًا صغيرًا ، إلا أن هذا اللغز هو خرافة أكثر من أي شيء يمكن قياسه (انظر "لعنة المريخ": لماذا فشلت العديد من البعثات؟).
8. حدث تونغوسكا
ما الذي تسبب في تأثير تونغوسكا؟ ننسى Fox Mulder يتسلل عبر الغابات الروسية ، هذه ليست حلقة X-Files. في عام 1908 ، ألقى النظام الشمسي شيئا ما علينا ... لكننا لا نعرف ماذا. كان هذا لغزًا دائمًا منذ أن وصف شهود عيان وميضًا ساطعًا (يمكن رؤيته على بعد مئات الأميال) فوق نهر Podkamennaya Tunguska في روسيا. عند التحقيق ، تم تدمير مساحة كبيرة. تم قطع حوالي 80 مليون شجرة مثل أعواد الثقاب وتم تسوية أكثر من 2000 كيلومتر مربع. ولكن لم يكن هناك حفرة. ما الذي سقط من السماء؟
لا يزال هذا اللغز حالة مفتوحة ، على الرغم من أن الباحثين يعلقون رهاناتهم على شكل من أشكال "الانفجار الجوي" عندما يدخل مذنب أو نيزك في الغلاف الجوي ، وينفجر فوق الأرض. استعادت دراسة الطب الشرعي الكوني الأخيرة خطوات شظية كويكب محتملة على أمل العثور على أصلها وربما حتى العثور على الكويكب الأصلي. لديهم المشتبه بهم ، ولكن الشيء المثير للفضول هو أن هناك أدلة نيزكية لا حولها حول موقع الارتطام. حتى الآن ، لا يبدو أن هناك الكثير من التفسير لذلك ، ولكن لا أعتقد أن مولدر وسكالي بحاجة إلى المشاركة (انظر العثور على أبناء العم تونغوسكا النيزك؟).
7. إمالة أورانوس
لماذا يدور أورانوس على جانبه؟ كوكب غريب هو أورانوس. في حين أن جميع الكواكب الأخرى في النظام الشمسي لديها محور دوران إلى حد ما يشير "لأعلى" من المستوى الكسوف ، فإن أورانوس مستلق على جانبه ، مع إمالة محورية تبلغ 98 درجة. هذا يعني أنه لفترات طويلة جدًا (42 عامًا في المرة) إما يشير القطب الشمالي أو القطب الجنوبي مباشرة إلى الشمس. غالبية الكواكب لها دوران "بروغرادي" ؛ تدور جميع الكواكب عكس اتجاه عقارب الساعة عند عرضها من فوق المجموعة الشمسية (أي فوق القطب الشمالي للأرض). ومع ذلك ، فإن فينوس تفعل العكس تمامًا ، ولديها دوران رجعي ، مما يؤدي إلى نظرية أنه تم طردها خارج المحور في وقت مبكر من تطورها بسبب تأثير كبير. فهل حدث هذا لأورانوس أيضًا؟ هل أصيبت بجسم ضخم؟
يعتقد بعض العلماء أن أورانوس كان ضحية ضرب وهرب كوني ، ولكن يعتقد البعض الآخر أنه قد تكون هناك طريقة أكثر أناقة لوصف التكوين الغريب لعملاق الغاز. في وقت مبكر من تطور النظام الشمسي ، أجرى علماء الفيزياء الفلكية محاكاة تظهر أن التكوين المداري للمشتري وزحل قد تجاوزا رنين مداري 1: 2. خلال هذه الفترة من الاضطراب الكوكبي ، نقل التأثير الثقالي المشترك للمشتري وزحل الزخم المداري إلى عملاق الغاز الأصغر أورانوس ، مما أدى إلى إزالته عن المحور. يجب إجراء المزيد من الأبحاث لمعرفة ما إذا كان من المرجح أن تكون صخرة بحجم الأرض قد أثرت على أورانوس أو ما إذا كان المشتري وزحل ملومين.
6. جو تيتان
لماذا يتمتع Titan بجو؟ تيتان ، أحد أقمار زحل ، هو فقط القمر في النظام الشمسي مع جو كبير. إنه ثاني أكبر قمر في المجموعة الشمسية (في المرتبة الثانية بعد قمر المشتري جانيميد) وحوالي 80٪ أكبر من قمر الأرض. على الرغم من صغرها عند مقارنتها بالمعايير الأرضية ، إلا أنها تشبه الأرض أكثر مما ننسبها إليه. غالبًا ما يُشار إلى كوكب المريخ والزهرة على أنهما أشقاء الأرض ، لكن أجواءهما أرق 100 مرة وأكثر سمكًا 100 مرة على التوالي. من ناحية أخرى ، فإن الغلاف الجوي لتيتان هو أكثر سمكا مرة ونصف من الغلاف الجوي للأرض ، بالإضافة إلى أنه يتكون بشكل رئيسي من النيتروجين. يسيطر النيتروجين على الغلاف الجوي للأرض (بنسبة 80٪) ويهيمن على الغلاف الجوي للجبابرة (بنسبة 95٪). ولكن من أين أتى كل هذا النيتروجين؟ كما هو الحال على الأرض ، إنه لغز.
تيتان هو قمر مثير للاهتمام وسرعان ما أصبح الهدف الرئيسي للبحث عن الحياة. ليس فقط أنه يحتوي على جو سميك ، بل سطحه مكتظ بالمواد الهيدروكربونية التي يعتقد أنها تعج بـ "الثولين" ، أو المواد الكيميائية الحيوية. أضف إلى ذلك النشاط الكهربائي في جو تيتان ولدينا قمر لا يصدق لديه إمكانات هائلة لتطور الحياة. ولكن من أين جاء جوها ... نحن لا نعرف.
5. تسخين الاكليلية الشمسية
لماذا الجو الشمسي أكثر سخونة من السطح الشمسي؟ الآن هذا سؤال أفسد علماء الفيزياء الشمسية لأكثر من نصف قرن. كشفت الملاحظات الطيفية المبكرة للهالة الشمسية عن شيء محير: الغلاف الجوي للشمس أكثر سخونة من الغلاف الضوئي. في الواقع ، إنه حار جدًا لدرجة أنه يمكن مقارنته بدرجات الحرارة الموجودة في قلب الشمس. ولكن كيف يمكن أن يحدث هذا؟ إذا قمت بتشغيل المصباح الكهربائي ، فلن يكون الهواء المحيط بالمصباح الزجاجي أكثر سخونة من الزجاج نفسه ؛ كلما اقتربت من مصدر حراري ، كلما ازدادت درجة حرارته وليس برودة. ولكن هذا هو بالضبط ما تفعله الشمس ، حيث تبلغ درجة حرارة الغلاف الضوئي الشمسي حوالي 6000 كلفن ، في حين أن البلازما فوق بضعة آلاف كيلومتر فقط فوق الغلاف الضوئي مليون كلفن. كما يمكنك القول ، يبدو أن جميع أنواع قوانين الفيزياء تنتهك.
ومع ذلك ، فإن علماء الفيزياء الشمسية يقتربون تدريجيًا مما قد يسبب هذا التسخين الإكليلي الغامض. مع تحسن تقنيات المراقبة وأصبحت النماذج النظرية أكثر تعقيدًا ، يمكن دراسة الغلاف الجوي الشمسي بشكل أكثر عمقًا من أي وقت مضى. يعتقد الآن أن آلية التسخين الإكليلي قد تكون مزيجًا من التأثيرات المغناطيسية في الغلاف الجوي الشمسي. هناك نوعان من المرشحين الرئيسيين لتسخين الاكليل: النانوفلار وتسخين الأمواج. لطالما كنت من المدافعين عن نظريات تسخين الأمواج (تم تخصيص جزء كبير من بحثي لمحاكاة تفاعلات الموجات المغناطيسية المائية على طول الحلقات الإكليلية) ، ولكن هناك أدلة قوية على أن النانو النانوية تؤثر على التسخين الإكليلي أيضًا ، ربما تعمل جنبًا إلى جنب مع الموجة تدفئة.
على الرغم من أننا على يقين من أن تسخين الموجة و / أو النانوفلار قد تكون مسؤولة ، حتى نتمكن من إدخال مسبار عميقًا في الهالة الشمسية (التي يتم التخطيط لها حاليًا مع مهمة المسبار الشمسي) ، مع أخذ فى الموقع قياسات البيئة التاجية ، لن نعرف على وجه اليقين ماذا يسخن الهالة (انظر قد تحمل الحلقات الإكليلية الدافئة مفتاح الغلاف الجوي الشمسي الحار).
4. غبار المذنب
كيف ظهر الغبار المتكون في درجات حرارة شديدة في المذنبات المجمدة؟ المذنبات هم البدو الجليديون والمغبرون من النظام الشمسي. يعتقد أنها تطورت في أقصى مسافات الفضاء ، في حزام كويبر (حول مدار بلوتو) أو في منطقة غامضة تسمى سحابة أورت ، تتعرض هذه الأجسام أحيانًا للطرق وتسقط تحت الجاذبية الضعيفة للشمس. عندما تسقط باتجاه النظام الشمسي الداخلي ، ستتسبب حرارة الشمس في تبخر الجليد ، مما يؤدي إلى تكوين ذيل مخلوق يعرف باسم الغيبوبة. تقع العديد من المذنبات مباشرة في الشمس ، ولكن البعض الآخر أكثر حظًا ، ويكملون فترة قصيرة (إذا نشأت في حزام كويبر) أو فترة طويلة (إذا نشأت في سحابة أورت) من مدار الشمس.
ولكن تم العثور على شيء غريب في الغبار الذي تم جمعه من خلال مهمة Stardust من وكالة ناسا لعام 2004 إلى Comet Wild-2. يبدو أن حبيبات الغبار من هذا الجسم المتجمد قد شكلت درجات حرارة عالية. يُعتقد أن المذنب وايلد -2 نشأ وتطور في حزام كويبر ، فكيف يمكن تشكيل هذه العينات الصغيرة في بيئة تزيد درجة حرارتها عن 1000 كلفن؟
تطور النظام الشمسي من سديم قبل حوالي 4.6 مليار سنة وشكل قرص تنامي كبير أثناء تبريده. كان من الممكن تشكيل العينات التي تم جمعها من Wild-2 فقط في المنطقة الوسطى من قرص التنامي ، بالقرب من الشمس الصغيرة ، وشيء ما نقلها إلى الأطراف البعيدة للنظام الشمسي ، وانتهى بها المطاف في حزام كويبر. ولكن ما هي الآلية التي يمكن أن تفعل ذلك؟ نحن لسنا متأكدين جدا (انظر غبار المذنب يشبه إلى حد كبير الكويكبات).
3. كويبر كليف
لماذا ينتهي حزام كويبر فجأة؟ حزام كويبر هو منطقة ضخمة من النظام الشمسي تشكل حلقة حول الشمس خارج مدار نبتون. إنه يشبه إلى حد كبير حزام الكويكبات بين المريخ والمشتري ، يحتوي حزام كويبر على ملايين من الأجسام الصخرية والمعدنية الصغيرة ، ولكنه أكثر ضخامة 200 مرة. كما يحتوي على كمية كبيرة من الماء والميثان والجليد والأمونيا ، ومكونات النوى المذرية الناشئة من هناك (انظر رقم 4 أعلاه). يشتهر حزام كويبر أيضًا بشغل الكوكب القزم ، بلوتو و (مؤخرًا) زميل بلوتويد "ماكيماكي".
إن حزام Kuiper هو بالفعل منطقة غير مستكشفة من النظام الشمسي كما هي (نحن ننتظر بفارغ الصبر وصول مهمة New Horizons Pluto التابعة لناسا إلى هناك في عام 2015) ، لكنها ألقت بالفعل شيئًا من اللغز. ينخفض عدد أجسام حزام كويبر فجأة على مسافة 50 AU من الشمس. هذا غريب نوعا ما كما تتوقع النماذج النظرية زيادة في عدد KBOs خارج هذه النقطة. إن الانسحاب مثير للغاية لدرجة أن هذه الميزة أطلق عليها اسم "Kuiper Cliff".
ليس لدينا حاليًا تفسير لـ Kuiper Cliff ، ولكن هناك بعض النظريات. تتمثل إحدى الأفكار في أن هناك بالفعل عددًا كبيرًا من KBOs يتجاوز 50 AU ، ولكنهم لم يتراكموا لتكوين كائنات أكبر لسبب ما (وبالتالي لا يمكن ملاحظتها). فكرة أخرى أكثر إثارة للجدل هي أن KBOs خارج Kuiper Cliff قد جرفها جسم كوكبي ، ربما بحجم الأرض أو المريخ. يجادل العديد من علماء الفلك ضد هذا مستشهدين بنقص أدلة المراقبة على شيء كبير يدور خارج حزام كويبر. ومع ذلك ، كانت نظرية الكواكب هذه مفيدة للغاية لممارسي الهلاك المتواجدين هناك ، حيث قدمت "أدلة" واهية على وجود نيبيرو أو "الكوكب العاشر". إذا كان هناك كوكب هناك ، فمن المؤكد ليس "البريد الوارد" وبالتأكيد ليس الوصول إلى عتبة بابنا في عام 2012.
باختصار ، ليس لدينا أي فكرة عن سبب وجود Kuiper Cliff ...
2. شذوذ الرواد
لماذا تنحرف مجسات بايونير عن المسار؟ الآن هذه مشكلة محيرة بالنسبة للفيزيائيين الفلكيين ، وربما يكون السؤال الأكثر صعوبة للإجابة عليه في ملاحظات النظام الشمسي. تم إطلاق بايونير 10 و 11 في عام 1972 و 1973 لاستكشاف الامتدادات الخارجية للنظام الشمسي. على طول طريقهم ، لاحظ علماء وكالة ناسا أن كلا المسبارين يواجهان شيئًا غريبًا إلى حد ما. كانوا يعانون من تسارع غير متوقع في جناح الشمس ، مما دفعهم بعيدًا عن المسار. على الرغم من أن هذا الانحراف لم يكن ضخمًا وفقًا للمعايير الفلكية (386000 كيلومتر عن المسار بعد 10 مليار كيلومتر من السفر) ، إلا أنه كان انحرافًا تمامًا كما أن علماء الفيزياء الفلكية في حيرة لتفسير ما يجري.
تشك إحدى النظريات الرئيسية في أن الأشعة تحت الحمراء غير المنتظمة حول جسم المجس (من النظائر المشعة للبلوتونيوم في مولدات النظائر المشعة الحرارية) قد تنبعث من الفوتونات بشكل تفضيلي على جانب واحد ، مما يعطي دفعة صغيرة نحو الشمس. النظريات الأخرى أكثر غرابة بقليل. ربما تحتاج النسبية العامة لأينشتاين إلى تعديل للرحلات الطويلة في الفضاء البعيد؟ أو ربما يكون للمادة المظلمة دور تلعبه ، ولها تأثير تباطؤ على المركبة الفضائية الرائدة؟
حتى الآن ، يمكن تثبيت 30٪ فقط من الانحراف على نظرية توزيع الحرارة غير المنتظمة والعلماء في حيرة للعثور على إجابة واضحة (انظر الشذوذ الرائد: انحراف عن جاذبية أينشتاين؟).
1. سحابة أورت
كيف نعرف أن سحابة أورت موجودة؟ فيما يتعلق بأسرار النظام الشمسي ، فإن شذوذ بايونير هو عمل صعب يجب اتباعه ، لكن سحابة أورت (من وجهة نظري) هي أكبر لغز على الإطلاق. لماذا ا؟ لم نرها قط ، إنها منطقة افتراضية للفضاء.
على الأقل مع حزام Kuiper ، يمكننا مراقبة KBOs الكبيرة ونعرف مكانها ، ولكن سحابة Oort بعيدة جدًا (إذا كانت موجودة بالفعل). أولاً ، من المتوقع أن تكون سحابة أورت أكثر من 50000 AU من الشمس (أي ما يقرب من سنة ضوئية) ، مما يجعلها حوالي 25 ٪ من الطريق نحو أقرب جارنا النجم ، بروكسيما سنتوري. لذا فإن سحابة أورت بعيدة جدًا. تعد الامتدادات الخارجية لسحابة أورت إلى حد كبير حافة النظام الشمسي ، وعلى هذه المسافة ، فإن مليارات من أجسام سحابة أورت ترتبط ارتباطًا وثيقًا جدًا بالشمس. وبالتالي يمكن أن تتأثر بشكل كبير بمرور النجوم القريبة الأخرى. يُعتقد أن اضطراب سحابة أورت يمكن أن يؤدي إلى سقوط أجسام جليدية بشكل دوري ، مما يخلق مذنبات طويلة الأمد (مثل مذنب هالي).
في الواقع ، هذا هو السبب الوحيد الذي يجعل الفلكيين يعتقدون أن سحابة أورت موجودة ، وهي مصدر المذنبات الجليدية طويلة المدى التي لها مدارات شديدة الانحراف تخرج عن سطح مسير الشمس. هذا يشير أيضًا إلى أن السحابة تحيط بالنظام الشمسي ولا تقتصر على حزام حول مسير الشمس.
لذا ، يبدو أن سحابة أورت موجودة ، ولكن لا يمكننا مراقبتها بشكل مباشر. في كتبي ، هذا هو اللغز الأكبر في المنطقة الخارجية من نظامنا الشمسي ...
