Apesar do fato de a humanidade, graças aos telescópios mais poderosos e numerosas missões espaciais, ter aprendido muitas coisas interessantes sobre nosso sistema solar, ainda existem muitas questões e mistérios que confundem até mesmo os cientistas mais destacados de nosso tempo. E quanto mais estudamos o espaço, mais enigmas ele nos apresenta. Oferecemos-lhe que se familiarize com os dez mistérios mais interessantes do nosso sistema solar, que mesmo as melhores mentes do nosso planeta ainda não foram capazes de resolver.
Escudo invisível em torno da Terra
Em 1958, James Van Allen, da Universidade de Iowa, descobriu um par de anéis de radiação circundando nosso planeta a uma altitude de 40.000 quilômetros e consistindo de elétrons e prótons de alta energia. O campo magnético da Terra mantém esses anéis ao redor de nosso planeta. A observação dos anéis mostrou que eles estão se contraindo ou se expandindo sob a influência da energia emitida por chamas no sol.
Em 2013, Daniel Baker, da Universidade do Colorado, descobriu uma terceira estrutura entre os anéis de radiação internos e externos de Van Allen. Baker se referiu a essa estrutura como um "anel de armazenamento" que atua como um escudo invisível em expansão e contração que bloqueia os efeitos dos "elétrons mortais". Esses elétrons, localizados a uma altitude de 16.000 quilômetros, podem ser fatais não só para as pessoas no espaço, mas também para vários equipamentos de satélites espaciais.
A uma altitude de pouco mais de 11.000 quilômetros acima da superfície do planeta, forma-se a fronteira do anel interno, cujo contorno externo bloqueia os elétrons e os impede de penetrar mais profundamente em nossa atmosfera.
“Esses elétrons parecem colidir com uma parede de vidro. Algo cria uma espécie de campo de força ao redor do nosso planeta, que poderíamos ver em vários filmes de ficção científica. É um fenômeno incrivelmente misterioso”, diz Baker.
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Os cientistas desenvolveram várias teorias que, de uma forma ou de outra, poderiam explicar parcialmente a essência desse escudo invisível. No entanto, nenhuma dessas teorias é definitiva e confirmada.
Anomalias de aceleração
Para enviar espaçonaves aos confins do nosso sistema solar, os cientistas usam manobras gravitacionais especiais, usando a energia gravitacional do nosso planeta ou da lua para acelerar. No entanto, os cientistas, ao que parece, nem sempre são capazes de calcular com precisão a velocidade de aceleração da espaçonave durante tais manobras. Às vezes acontece que a velocidade calculada não corresponde à anunciada anteriormente. Essas inconsistências são chamadas de "aceleração anormal".
Agora, os cientistas têm a capacidade de calcular apenas a diferença exata na velocidade ao acelerar devido à energia gravitacional da Terra. No entanto, mesmo neste caso, acontecem imprevistos, como, por exemplo, aconteceu com a sonda da NASA "Cassini" em 1999, cuja velocidade de voo devido a circunstâncias desconhecidas foi reduzida em 2 milímetros por segundo. Outro caso ocorreu em 1998, quando a espaçonave NEAR da mesma NASA recebeu uma inexplicável aceleração de 13 milímetros por segundo maior do que cálculos anunciados anteriormente.
“Essas diferenças inexplicáveis nas velocidades calculadas e reais não desempenham um papel significativo na mudança da trajetória de vôo da espaçonave”, diz Louis Acedo Rodriguez, físico da Universidade Politécnica de Valência.
"Embora essas diferenças anômalas não sejam tão comuns, dados todos os riscos, é muito importante saber o que as causa."
Certa vez, os cientistas ofereceram várias teorias sobre o que poderia causar essas anomalias. Tanto a radiação solar quanto a matéria escura capturada pela gravidade de nosso planeta foram responsabilizadas, mas ninguém sabe a causa exata desse fenômeno. Ainda.
Grande mancha vermelha de Júpiter
A grande mancha vermelha em Júpiter, o quinto planeta do Sol, tem dois mistérios não resolvidos. O primeiro mistério tem a ver com por que esse furacão gigante nunca termina? É tão grande que pelo menos dois planetas do tamanho da nossa Terra caberiam nele.
“De acordo com as teorias atuais, a Grande Mancha Vermelha em Júpiter deveria ter desaparecido após algumas décadas. No entanto, esse furacão já dura vários séculos”, disse Pedram Hasanzade, da Universidade de Harvard.
Existem várias teorias tentando explicar sua duração tão longa. De acordo com uma dessas teorias, um furacão gigante de vida longa absorve tornados menores próximos, absorvendo sua energia. O próprio Hasanzade propôs outra teoria em 2013. Segundo ela, o movimento de fluxos de vórtices de gases frios de baixo para cima e gases quentes de cima para baixo dentro desse gigante furacão permite restaurar parte da energia de seu centro. No entanto, nenhuma das teorias propostas resolve de forma conclusiva a questão desse enigma.
O segundo mistério da grande mancha vermelha está relacionado à origem de sua cor. Uma teoria sugere que a cor vermelha é causada por elementos químicos ocultos pelas nuvens visíveis do gigante gasoso. No entanto, alguns cientistas argumentam que o movimento ascendente dos elementos químicos seria o resultado de uma tonalidade vermelha mais saturada do vórtice em todas as alturas.
Uma das últimas hipóteses é que a grande mancha vermelha de Júpiter é uma espécie de "queimadura de sol" da camada superior de nuvens, e as camadas inferiores são brancas ou, melhor dizendo, acinzentadas. Cientistas que defendem essa teoria acreditam que a cor vermelha do vórtice é formada pela exposição à luz ultravioleta do Sol, rompendo a composição de amônia do gás na alta atmosfera de Júpiter.
Clima de Titã
Como a Terra, Titã tem suas próprias estações. Titã é o único satélite em nosso sistema solar com uma atmosfera densa. Cada estação em Titã é igual a cerca de sete anos na Terra (Titã, lembre-se, é um satélite de Saturno, que leva 29 anos terrestres para orbitar o Sol).
A última mudança de temporada no Titan aconteceu em 2009. No hemisfério norte, o inverno deu lugar à primavera, enquanto na parte sul do satélite, o verão deu lugar ao outono. No entanto, em maio de 2012, durante a temporada de outono no hemisfério sul, a espaçonave Cassini capturou fotos de um vórtice polar gigante se formando no pólo sul do satélite. Depois de ver essas fotos, os cientistas ficaram surpresos com o fato de que o vórtice estava se formando 300 quilômetros acima da superfície de Titã. O motivo da confusão era a altura e a temperatura da área onde o vórtice se formou - eram muito altas.
Ao analisar os dados espectrais das cores da luz solar refletida pela atmosfera de Titã, os cientistas foram capazes de detectar sinais da presença de partículas de cianeto de hidrogênio. E sua presença, por sua vez, pode significar que toda a nossa ideia de Titã está fundamentalmente errada. A presença de cianeto de hidrogênio deve indicar que a alta atmosfera do satélite deve estar 100 graus Celsius mais fria do que se pensava anteriormente. Com a mudança da estação, a atmosfera no hemisfério sul de Titã começou a esfriar mais rápido do que o esperado.
Como a circulação da atmosfera durante a mudança de estação conduz um grande volume de gás para o sul, a concentração de cianeto de hidrogênio aumenta e resfria o ar circundante. A redução da exposição à luz solar durante o inverno também resfria mais o hemisfério sul. Os cientistas vão testar essa suposição, bem como muitos outros mistérios de Titã no dia do solstício de verão, que ocorrerá em Saturno em 2017.
Fonte de radiação cósmica de ultra energia
A radiação cósmica é uma radiação de alta energia que não foi totalmente estudada pela ciência. Um dos principais mistérios da astrofísica é de onde vem a radiação cósmica ultraenergética e como ela pode conter uma quantidade incrível de energia. Estas são as partículas mais carregadas conhecidas em nosso universo. Os cientistas só podem observar seu movimento quando atingem as camadas superiores de nosso planeta, explodindo em partículas ainda menores e causando um pulso agudo de ondas de rádio que dura não mais que alguns nanossegundos.
No entanto, na Terra, é impossível rastrear de onde vêm essas partículas. A área do maior detector para detectar essas partículas na Terra é de apenas cerca de 3.000 quilômetros quadrados, o que é aproximadamente igual à área do estado anão de Luxemburgo. Os cientistas planejam resolver este problema construindo a "Grade do quilômetro quadrado" (SKA) - um rádio interferômetro supersensível, graças ao qual a Lua (sim, nosso satélite natural) se transformará em um detector de radiação cósmica gigante real.
A grade de quilômetros quadrados usará toda a parte visível da superfície da lua para detectar sinais de rádio dessas partículas de ultra-alta energia. Graças ao SKA, os cientistas planejam registrar até 165 eventos associados a partículas de altíssima energia, o que, é claro, é muitas vezes mais do que são capazes agora.
“A radiação cósmica desse tipo de energia é tão rara que você precisa ter um detector incrivelmente grande com você para coletar a quantidade necessária de informações com as quais você pode realmente trabalhar”, explica o Dr. Justin Bray, da Universidade de Southampton.
“Mas o tamanho da lua supera qualquer outro detector de partículas já construído. Se tivermos sucesso, haverá uma oportunidade melhor para descobrir de onde vêm essas partículas."
Silêncio de rádio de Vênus
Vênus tem uma atmosfera quente, densa e nublada que esconde sua superfície da linha de visão. Até agora, a única maneira de mapear a superfície deste planeta é por radar. Quando a espaçonave Magellan visitou Vênus há 20 anos, os cientistas se interessaram por dois mistérios do planeta que permaneceram sem solução até agora.
O primeiro mistério é que quanto mais alto o terreno da superfície do planeta, melhores (“mais brilhantes”) as ondas de rádio direcionadas para a superfície são refletidas. Algo semelhante está acontecendo aqui na Terra, mas levando em consideração a luz visível. Quanto mais alto vamos, mais baixa fica a temperatura. Quanto mais alto nas montanhas, maiores e mais grossas são as calotas nevadas. Um efeito semelhante ocorre em Vênus, cuja superfície não podemos observar na luz visível. Os cientistas acreditam que esse efeito é causado por um processo de intemperismo químico, que depende da temperatura ou do tipo de precipitação de metais pesados, que agem como tampas de metal que refletem os sinais de rádio.
O segundo mistério de Vênus reside na presença de lacunas de radar nas elevações da superfície do planeta. Os cientistas veem reflexos fracos a uma altitude de 2.400 metros, depois um salto abrupto nos reflexos do sinal conforme sobem para 4.500 metros. No entanto, a partir de 4700 metros, há um aumento acentuado nas lacunas na reflexão do sinal. Às vezes, existem centenas dessas lacunas. Os sinais parecem ir para o vazio.
Bolhas de luz no anel F de Saturno
Comparando os dados obtidos recentemente pela espaçonave Cassini com informações obtidas pela Voyager 30 anos atrás, os cientistas descobriram uma diminuição nas manifestações de aglomerados brilhantes no anel F de Saturno (embora o número total de aglomerados permaneça inalterado). Os cientistas descobriram que o anel F é capaz de mudar. Ao mesmo tempo, faça isso muito rapidamente. Real por vários dias.
“Esta observação abre outro mistério para o nosso sistema solar que definitivamente vale a pena resolver”, disse Robert French do Instituto SETI na Califórnia.
Alguns dos anéis de Saturno são feitos de blocos de gelo semelhantes em tamanho a grandes rochas. No entanto, o anel F do planeta é feito de partículas de gelo do tamanho de grãos de poeira. Por esse motivo, os cientistas costumam se referir ao anel F como um "anel de poeira". Ao olhar para este anel, você verá um brilho fraco.
Ocasionalmente, partículas de gelo próximas ao anel se combinam para formar grandes bolas de gelo - as pequenas luas de Saturno. Quando esses minúsculos satélites colidem com a maior parte do anel F, eles expulsam as partículas que o formam. Como resultado, surgem chamas brilhantes. O número dessas chamas está diretamente relacionado ao número desses minúsculos satélites. Pelo menos é o que diz uma das teorias.
De acordo com outra teoria, o anel F de Saturno foi formado há relativamente pouco tempo. E foi formado como resultado da destruição dos maiores satélites de gelo do planeta. Neste caso, as mudanças no anel F devem-se ao seu desenvolvimento. Os cientistas ainda não decidiram qual das teorias se parece mais com a verdade. Mais observações do anel F do planeta são necessárias.
Gêiseres imaginários da Europa
No final de 2013, os cientistas anunciaram que o Telescópio Espacial Hubble havia descoberto gêiseres em erupção a 200 quilômetros da superfície do pólo sul da Europa, a lua gelada de Júpiter. Inesperadamente para a ciência, a busca por vida extraterrestre é potencialmente mais fácil. Afinal, uma sonda orbital poderia voar por esses gêiseres e coletar amostras da composição oceânica de Europa em busca de sinais de vida, sem precisar pousar em uma superfície gelada.
No entanto, outras observações na Europa não mostraram evidências de vapor d'água. A reanálise dos dados coletados anteriormente geralmente questionava se havia algum gêiser. Alguns cientistas também apontam que o Hubble não encontrou nenhum gêiser enquanto explorava a Europa em outubro de 1999 e novembro de 2012.
A "descoberta" de gêiseres na Europa acabou sendo um verdadeiro mistério. A agência aeroespacial da NASA planeja enviar uma sonda robótica ao satélite de Júpiter, cuja tarefa será entender a realidade ou irrealidade da observação.
Metano em Marte
Desde a sua estadia no Planeta Vermelho, o rover Curiosity não notou sinais de metano em Marte, mas 8 meses depois de pousar, os cientistas ficaram surpresos com o que o rover registrou com seus sensores sensíveis. Na Terra, mais de 90 por cento do metano na atmosfera é produzido por seres vivos. É por esta razão que os cientistas, por suposto, decidiram descobrir de onde o metano poderia ter vindo de Marte e o que poderia causar sua liberação inesperada na atmosfera do Planeta Vermelho.
De acordo com os mesmos pesquisadores, existem várias razões possíveis para isso. Um deles, por exemplo, poderia ser a presença de bactérias ou metanógenos produtoras de metano no planeta. Outra causa provável são os meteoritos ricos em hidrogênio, que ocasionalmente penetram na atmosfera de Marte e são, na verdade, uma espécie de bombas orgânicas que liberam metano quando aquecidos a temperaturas extremas pela radiação ultravioleta do sol. Existem muitas teorias sobre o assunto, e uma é mais bonita que a outra.
O segundo mistério de Marte é que o metano não apenas aparece, mas também desaparece. Quando a sonda espacial marciana falhou em detectar sinais de metano depois que ele foi inicialmente encontrado lá, os cientistas ficaram perplexos. Segundo a ciência, o metano não pode desaparecer do planeta em apenas alguns anos. A decomposição desse produto químico da atmosfera levaria cerca de 300 anos. Portanto, os cientistas têm uma pergunta: o metano foi realmente descoberto em Marte?
No entanto, algumas das emissões de metano foram realmente confirmadas. Quanto a onde ele foi em seguida: talvez os ventos marcianos estejam constantemente afastando as moléculas de metano dos sensores sensíveis do Curiosity? E, no entanto, isso não explica de forma alguma certas observações de uma sonda espacial em órbita.
Life on Ceres
O veículo de exploração espacial Dawn da NASA está com pressa para encontrar Ceres, um planeta anão localizado em nosso sistema solar. A sonda espacial deve chegar em março de 2015. Quase tudo o que sabemos sobre Ceres permanece um mistério para os cientistas. Ao contrário do protoplaneta Vesta, que Dawn visitou a caminho de Ceres, não há histórias de meteoritos ou cometas associados a Ceres que possam moldar sua estrutura.
E embora Vesta permaneça um asteróide muito seco, acredita-se que Ceres seja composto de rochas e gelo e pode conter um oceano líquido de água sob sua capa de gelo. Os cientistas sugerem que a água, de uma forma ou de outra, representa 40% de sua composição. Ceres, de acordo com a ciência, é o segundo planeta (depois da Terra) ou qualquer outro corpo cósmico que contenha essas enormes reservas de água em nosso sistema solar. É verdade que os cientistas ainda não conseguiram descobrir o volume exato de água. Talvez a espaçonave Dawn ajude a resolver essa questão, bem como a responder por que Ceres é tão diferente de Vesta.
Ambos os planetas anões podem conter informações vitais sobre a vida na Terra. E Ceres a esse respeito é o mais misterioso. Este protoplaneta poderia suportar vida? Até onde os cientistas sabem, existem três componentes necessários para a vida: uma fonte de energia, água líquida e blocos de construção químicos como o carbono. Além do fato de que a água pode estar presente em grandes volumes em Ceres, inclusive na forma líquida, a própria Ceres está perto o suficiente do Sol para receber uma quantidade suficiente de calor solar. A ciência ainda não sabe se o planeta anão tem sua própria fonte interna de calor. Além disso, nada se sabe sobre os blocos de construção necessários da vida. Esperemos que a missão espacial Dawn possa responder a todas essas perguntas.
NIKOLAY KHIZHNYAK
