Bien que l'humanité, grâce aux télescopes les plus puissants et aux nombreuses missions spatiales, ait appris beaucoup de choses intéressantes sur notre système solaire, il reste encore de nombreuses questions et mystères qui déroutent même les scientifiques les plus remarquables de notre temps. Et plus nous étudions l'espace, plus il nous présente d'énigmes. Nous vous proposons de vous familiariser avec les dix mystères les plus intéressants de notre système solaire, que même les meilleurs esprits de notre planète n'ont pas encore pu résoudre.
Bouclier invisible entourant la Terre
En 1958, James Van Allen de l'Université de l'Iowa a découvert une paire d'anneaux de rayonnement encerclant notre planète à une altitude de 40000 kilomètres et constitués d'électrons et de protons de haute énergie. Le champ magnétique de la Terre maintient ces anneaux autour de notre planète. L'observation des anneaux a montré qu'ils se contractent ou se dilatent sous l'influence de l'énergie émise par les éruptions sur le Soleil.
En 2013, Daniel Baker de l'Université du Colorado a découvert une troisième structure entre les anneaux de rayonnement interne et externe de Van Allen. Baker a appelé cette structure un «anneau de stockage» qui agit comme un bouclier invisible en expansion et en contraction qui bloque les effets des «électrons mortels». Ces électrons, situés à 16 000 kilomètres d'altitude, peuvent être mortels non seulement pour les personnes dans l'espace, mais également pour divers équipements de satellites spatiaux.
À une altitude d'un peu plus de 11 000 kilomètres au-dessus de la surface de la planète, se forme la limite de l'anneau intérieur, dont le contour extérieur bloque les électrons et les empêche de pénétrer plus profondément dans notre atmosphère.
«Ces électrons semblent entrer en collision avec une paroi de verre. Quelque chose crée une sorte de champ de force autour de notre planète, que nous pourrions voir dans divers films de science-fiction. C'est un phénomène incroyablement mystérieux », déclare Baker.
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Les scientifiques ont développé plusieurs théories qui d'une manière ou d'une autre pourraient expliquer en partie l'essence de ce bouclier invisible. Cependant, aucune de ces théories n'est définitive et confirmée.
Anomalies d'accélération
Pour envoyer des engins spatiaux aux coins les plus éloignés de notre système solaire, les scientifiques utilisent des manœuvres gravitationnelles spéciales, utilisant l'énergie gravitationnelle de notre planète ou de la lune pour accélérer. Cependant, il s'avère que les scientifiques ne sont pas toujours en mesure de calculer avec précision la vitesse d'accélération des engins spatiaux lors de telles manœuvres. Il arrive parfois que la vitesse calculée ne corresponde pas à celle annoncée précédemment. De telles incohérences sont appelées "accélérations anormales".
Désormais, les scientifiques ont la capacité de calculer uniquement la différence de vitesse exacte lors de l'accélération en raison de l'énergie gravitationnelle de la Terre. Cependant, même dans ce cas, des événements imprévus se produisent, comme par exemple avec la sonde de la NASA "Cassini" en 1999, dont la vitesse de vol due à des circonstances inconnues a été ralentie de 2 millimètres par seconde. Un autre cas s'est produit en 1998, lorsque le vaisseau spatial NEAR de la même NASA a reçu une accélération inexplicable de 13 millimètres par seconde supérieure aux calculs précédemment annoncés.
«Ces différences inexpliquées de vitesse calculée et réelle ne jouent pas un rôle significatif dans la modification de la trajectoire de vol des engins spatiaux», explique Louis Acedo Rodriguez, physicien à l'Université polytechnique de Valence.
"Bien que ces différences anormales soient moins fréquentes, étant donné tous les risques, il est très important de savoir ce qui les provoque."
Les scientifiques à un moment donné ont proposé diverses théories sur ce qui pourrait causer ces anomalies. Le rayonnement solaire et la matière noire capturés par la gravité de notre planète ont été mis en cause, mais personne ne connaît la cause exacte de ce phénomène. Encore.
La grande tache rouge de Jupiter
La grande tache rouge sur Jupiter, la cinquième planète du Soleil, a deux mystères non résolus. Le premier mystère a à voir avec pourquoi cet ouragan géant ne se termine jamais? Il est si énorme qu'au moins deux planètes de la taille de notre Terre pourraient y entrer.
«Selon les théories actuelles, la grande tache rouge sur Jupiter aurait dû disparaître après quelques décennies. Cependant, cet ouragan dure depuis plusieurs siècles », déclare Pedram Hasanzade de l'Université de Harvard.
Plusieurs théories tentent d'expliquer sa si longue durée. Selon l'une de ces théories, un ouragan géant de longue durée absorbe de plus petites tornades proches, absorbant leur énergie. Hasanzade lui-même a proposé une autre théorie en 2013. Selon elle, le mouvement des flux vortex de gaz froids de bas en haut et de gaz chauds de haut en bas à l'intérieur de cet ouragan géant permet de restituer une partie de l'énergie en son centre. Et pourtant, aucune des théories proposées ne résout définitivement le problème de cette énigme.
Le deuxième mystère de la grande tache rouge est lié à la source de sa couleur. Une théorie suggère que la couleur rouge est causée par des éléments chimiques cachés par les nuages visibles de la géante gazeuse. Cependant, certains scientifiques affirment que le mouvement ascendant des éléments chimiques serait le résultat d'une teinte rouge plus saturée du vortex à toutes les hauteurs.
Une des dernières hypothèses est que la grande tache rouge de Jupiter est une sorte de «coup de soleil» de la couche nuageuse supérieure, tandis que les couches inférieures sont blanches ou plutôt grisâtres. Les scientifiques qui soutiennent cette théorie pensent que la couleur rouge du vortex est formée par l'exposition à la lumière ultraviolette du Soleil, brisant la composition en ammoniac du gaz dans la haute atmosphère de Jupiter.
Météo Titan
Comme la Terre, Titan a ses propres saisons. Titan est le seul satellite de notre système solaire avec une atmosphère dense. Chaque saison sur Titan équivaut à environ sept ans sur Terre (Titan, rappelons-le, est un satellite de Saturne, qui met 29 années terrestres en orbite autour du Soleil).
Le dernier changement de saison sur Titan s'est produit en 2009. Dans son hémisphère nord, l'hiver cède la place au printemps, tandis que dans la partie sud du satellite, l'été cède la place à l'automne. Cependant, en mai 2012, pendant la saison d'automne dans l'hémisphère sud, le vaisseau spatial Cassini a capturé des photographies d'un vortex polaire géant se formant au pôle sud du satellite. Après avoir vu ces photographies, les scientifiques ont été surpris par le fait que le vortex se formait à 300 kilomètres au-dessus de la surface de Titan. La raison de la confusion était la hauteur et la température de la zone où ce vortex s'est formé - elles étaient trop élevées.
En analysant les données spectrales des couleurs de la lumière du soleil réfléchies par l'atmosphère de Titan, les scientifiques ont pu détecter des signes de présence de particules de cyanure d'hydrogène. Et sa présence, à son tour, pourrait signifier que toute notre idée de Titan est fondamentalement fausse. La présence de cyanure d'hydrogène devrait indiquer que la haute atmosphère du satellite devrait être 100 degrés Celsius plus froide qu'on ne le pensait auparavant. Au fur et à mesure que la saison changeait, l'atmosphère dans l'hémisphère sud de Titan a commencé à se refroidir plus rapidement que prévu.
Comme la circulation de l'atmosphère pendant le changement de saison entraîne un énorme volume de gaz vers le sud, la concentration de cyanure d'hydrogène augmente et refroidit l'air environnant. La réduction de l'exposition au soleil pendant la saison hivernale refroidit également davantage l'hémisphère sud. Les scientifiques vont tester cette hypothèse, ainsi que de nombreux autres mystères de Titan le jour du solstice d'été, qui se produira sur Saturne en 2017.
Source de rayonnement cosmique ultra-énergétique
Le rayonnement cosmique est un rayonnement de haute énergie qui n'a pas été entièrement étudié par la science. L'un des principaux mystères de l'astrophysique est d'où vient le rayonnement cosmique ultra-énergétique et comment il peut contenir une quantité d'énergie aussi incroyable. Ce sont les particules les plus chargées connues dans notre univers. Les scientifiques ne peuvent observer leur mouvement que lorsqu'ils atteignent les couches supérieures de notre planète, éclatant en particules encore plus petites et provoquant une forte impulsion d'ondes radio ne dépassant pas quelques nanosecondes.
Cependant, sur Terre, il est impossible de retracer l'origine de ces particules. La superficie du plus grand détecteur de détection de ces particules sur Terre n'est que d'environ 3 000 kilomètres carrés, ce qui équivaut approximativement à la superficie de l'État nain du Luxembourg. Les scientifiques prévoient de résoudre ce problème en construisant le "Square Kileter Grid" (SKA) - un interféromètre radio ultra-sensible, grâce auquel la Lune (oui, notre satellite naturel) se transformera en un véritable détecteur de rayonnement spatial géant.
La grille de kilomètres carrés utilisera toute la partie visible de la surface de la Lune pour détecter les signaux radio de ces particules à très haute énergie. Grâce à SKA, les scientifiques prévoient d'enregistrer jusqu'à 165 événements associés à des particules à très haute énergie, ce qui, bien sûr, est bien plus que ce qu'ils sont capables de faire actuellement.
«Le rayonnement cosmique de ce type d'énergie est si rare que vous avez besoin d'avoir un détecteur incroyablement grand avec vous qui peut collecter la quantité nécessaire d'informations avec lesquelles vous pouvez réellement travailler», explique le Dr Justin Bray de l'Université de Southampton.
«Mais la taille de la lune éclipse tout autre détecteur de particules jamais construit. Si nous réussissons, il y aura une meilleure opportunité de découvrir d'où viennent ces particules."
Silence radio de Vénus
Vénus a une atmosphère chaude, dense et nuageuse qui cache sa surface de la ligne de vue. Jusqu'à présent, la seule façon de cartographier la surface de cette planète est le radar. Lorsque le vaisseau spatial Magellan a visité Vénus il y a 20 ans, les scientifiques se sont intéressés à deux mystères de la planète qui sont restés non résolus jusqu'à présent.
Le premier mystère est que plus le terrain de la surface de la planète est élevé, meilleure est la réflexion des ondes radio dirigées vers la surface («plus brillantes»). Quelque chose de similaire se passe ici sur Terre, mais en tenant compte de la lumière visible. Plus on monte, plus la température baisse. Plus les montagnes sont hautes, plus les calottes de neige sont grandes et épaisses. Un effet similaire se produit sur Vénus, dont nous ne pouvons pas observer la surface en lumière visible. Les scientifiques pensent que cet effet est dû à un processus d'altération chimique, qui dépend de la température ou du type de précipitation de métaux lourds, qui agissent comme des bouchons métalliques qui réfléchissent les signaux radio.
Le deuxième mystère de Vénus réside dans la présence de trous radar sur les élévations de la surface de la planète. Les scientifiques voient de faibles reflets à une altitude de 2400 mètres, puis un saut brutal dans les réflexions du signal alors qu'ils atteignent 4500 mètres. Cependant, à partir de 4700 mètres, il y a une forte augmentation des écarts de réflexion du signal. Parfois, il existe des centaines de ces lacunes. Les signaux semblent aller vers le vide.
Des gouttes de lumière sur l'anneau en F de Saturne
En comparant les données récemment obtenues par le vaisseau spatial Cassini avec les informations obtenues par Voyager il y a 30 ans, les scientifiques ont constaté une diminution des manifestations des amas brillants sur l'anneau F de Saturne (bien que le nombre total d'amas reste inchangé). Les scientifiques ont découvert que l'anneau F est capable de changer. En même temps, faites-le très rapidement. Réel depuis plusieurs jours.
«Cette observation ouvre un autre mystère à notre système solaire qui mérite vraiment d'être résolu», déclare Robert French du SETI Institute en Californie.
Certains anneaux de Saturne sont constitués de morceaux de glace de taille similaire à de gros rochers. Cependant, l'anneau en F de la planète est composé de particules de glace pas plus grosses que des grains de poussière. Pour cette raison, les scientifiques appellent souvent l'anneau F un «anneau de poussière». En regardant cette bague, vous verrez une faible lueur.
Parfois, des particules de glace proches de l'anneau se combinent pour former de grosses boules de glace - les minuscules satellites de Saturne. Lorsque ces minuscules satellites entrent en collision avec la majeure partie de l'anneau F, ils expulsent les particules qui le composent. En conséquence, des éruptions lumineuses se produisent. Le nombre de ces fusées éclairantes est directement lié au nombre de ces minuscules satellites. Du moins, c'est ce que dit l'une des théories.
Selon une autre théorie, l'anneau F de Saturne s'est formé relativement récemment. Et il s'est formé à la suite de la destruction des plus gros satellites de glace de la planète. Dans ce cas, les modifications du F-ring sont dues à son développement. Les scientifiques n'ont pas encore décidé laquelle des théories ressemble le plus à la vérité. Plus d'observations de l'anneau F de la planète sont nécessaires.
Geysers imaginaires d'Europe
Fin 2013, des scientifiques ont annoncé que le télescope spatial Hubble avait découvert des geysers en éruption à 200 kilomètres de la surface du pôle sud d'Europe, la lune glacée de Jupiter. De manière inattendue pour la science, la recherche d'une vie extraterrestre est potentiellement plus facile. Après tout, une sonde orbitale pourrait voler à travers ces geysers et collecter des échantillons de la composition océanique d'Europe pour rechercher des signes de vie sans avoir à atterrir sur une surface glacée.
Cependant, d'autres observations de l'Europe n'ont montré aucune preuve de vapeur d'eau. La réanalyse des données précédemment collectées a généralement mis en doute la présence de geysers. Certains scientifiques soulignent également que Hubble n'a trouvé aucun geysers lors de l'exploration de l'Europe en octobre 1999 et novembre 2012.
La "découverte" des geysers en Europe s'est avérée être un véritable mystère. L'agence aérospatiale de la NASA prévoit d'envoyer une sonde robotique au satellite de Jupiter, dont la tâche sera de comprendre la réalité ou l'irréalité de l'observation.
Méthane sur Mars
Depuis son séjour sur la planète rouge, le rover Curiosity n'a pas remarqué de traces de méthane sur Mars, mais 8 mois après son atterrissage, les scientifiques ont été surpris par ce que le rover a enregistré avec ses capteurs sensibles. Sur Terre, plus de 90% du méthane de l'atmosphère est produit par des êtres vivants. C'est pour cette raison que les scientifiques, par tous les moyens, ont décidé de découvrir d'où pourrait provenir le méthane sur Mars et ce qui pourrait provoquer sa libération inattendue dans l'atmosphère de la planète rouge.
Selon tous les mêmes chercheurs, il y a plusieurs raisons possibles à cela. L'un d'eux, par exemple, pourrait être la présence de bactéries productrices de méthane ou de méthanogènes sur la planète. Une autre cause probable est les météorites riches en hydrogène, qui pénètrent occasionnellement dans l'atmosphère de Mars et sont, en fait, une sorte de bombes organiques qui libèrent du méthane lorsqu'elles sont chauffées à des températures extrêmes par le rayonnement ultraviolet du Soleil. Il existe de nombreuses théories à ce sujet, et l'une est plus belle que l'autre.
Le deuxième mystère de Mars est que le méthane non seulement apparaît, mais disparaît également. Lorsque la sonde spatiale martienne n'a pas réussi à détecter des signes de méthane après sa découverte initiale, les scientifiques ont été déconcertés. Selon la science, le méthane ne peut pas disparaître de la planète en quelques années seulement. La décomposition de ce produit chimique de l'atmosphère prendrait environ 300 ans. Par conséquent, les scientifiques ont une question: du méthane a-t-il été réellement découvert sur Mars?
Cependant, certaines des émissions de méthane ont effectivement été confirmées. Quant à savoir où il est allé ensuite: peut-être que les vents martiens éloignent constamment les molécules de méthane des capteurs sensibles de la Curiosité? Et pourtant cela n'explique en rien certaines observations d'une sonde spatiale en orbite.
La vie sur Cérès
Le véhicule d'exploration spatiale Dawn de la NASA est pressé de rencontrer Ceres, une planète naine située dans notre système solaire. La sonde spatiale devrait arriver en mars 2015. Presque tout ce que nous savons sur Cérès reste un mystère pour les scientifiques. Contrairement au protoplanète Vesta, que Dawn a visité sur son chemin vers Cérès, il n'y a pas d'histoires de météorites ou de comètes associées à Cérès qui auraient pu façonner sa structure.
Et tandis que Vesta reste un astéroïde très sec, on pense que Cérès est composé de roches et de glace et peut contenir un océan d'eau liquide sous sa calotte glaciaire. Les scientifiques suggèrent que l'eau sous une forme ou une autre représente 40% de sa composition. Cérès, selon la science, est la deuxième planète (après la Terre) ou tout autre corps cosmique qui contient d'énormes réserves d'eau dans notre système solaire. Certes, les scientifiques n'ont pas encore été en mesure de connaître le volume exact d'eau. Peut-être que le vaisseau spatial Dawn aidera à résoudre cette question, ainsi qu'à répondre à la question de savoir pourquoi Ceres est si différent de Vesta.
Les deux planètes naines peuvent contenir des informations vitales sur la vie sur Terre. Et Cérès à cet égard est le plus mystérieux. Ce protoplanète pourrait-il soutenir la vie? À la connaissance des scientifiques, trois éléments sont nécessaires à la vie: une source d'énergie, de l'eau liquide et des éléments chimiques tels que le carbone. Outre le fait que l'eau peut être présente en grand volume sur Cérès, y compris sous forme liquide, Cérès elle-même est suffisamment proche du Soleil pour recevoir une quantité suffisante de chaleur solaire. La science ne sait pas encore si la planète naine a sa propre source de chaleur interne. De plus, on ne sait rien des éléments de base nécessaires à la vie. Espérons que la mission spatiale Dawn pourra répondre à toutes ces questions.
NIKOLAY KHIZHNYAK