معماهای حل نشده منظومه شمسی

 

1- میدان مغناطیسی خورشید

عامل اصلی ایجاد میدان های مغناطیسی در فیزیک، ذرات باردار هستند. برای مثال در مورد سیاره زمین، جریان ذرات باردار در لایه های درونی زمین باعث ایجاد میدان مغناطیسی و تبدیل شدن هسته زمین به یک قطب نمای بزرگ شده است که قطب مثبت آن به سمت قطب جنوب جغرافیایی زمین (و قطب منفی آن به سمت قطب شمال جغرافیایی زمین) است. دانشمندان بر اساس مطالعات خود متوجه شده اند خورشید نیز دارای یک میدان مغناطیسی است که البته چندان عجیب نیست. خورشید از پلاسما تشکیل شده که حالت خاصی از گاز به حساب می اید که در آن الکترون ها و یون ها از هم جدا شده و آزادانه به حرکت می پردازند. با این که عامل اولیه برای ایجاد میدان مغناطیسی خورشید به این ترتیب فراهم شده، ساز و کار ایجاد این میدان هنوز ناشناخته است.

در واقع سوال کلیدی آن است که این میدان مغناطیسی روی سطح خورشید تشکیل می شود و یا همانند زمین در لایه های درونی آن وجود دارد؟ همچنین با توجه به لایه های متعدد روی خورشید، تاثیر هر یک از آنها بر میدان مغناطیسی خورشید چگونه است؟ یافتن این پاسخ ها می تواند به درک بهتر ما از شراره های خورشیدی، شفق های قطبی و همچنین تابش های خورشیدی که بر فضانوردان در سیارات دیگر یا در ایستگاه فضایی بین المللی تاثیر گذارند کمک کند.

2- شرایط خاص سیاره زهره

با وجود اینکه سیاره زهره به دلیل ابعاد حضور در محدوده قابل زیست خورشید (همان طور که زمین و مریخ نیز در همین بازه حضور دارند) همیشه به عنوان “خواهر دوقلوی زمین” شناخته می شود، تفاوت هایی آن با سایر سیارات منظومه شمسی باعث شده دانشمندان در توضیح بسیاری از رفتارهای آن ناتوان باشند. معدود مشاهدات از سیاره زهره نشان می دهد سطح آن همیشه مهمان طوفان های سهمگین هستند که تا سرعتی معادل 300 کیلومتر در ساعت نیز برآورد می شوند و جو آن نیز به صورت دائمی شاهد اثر گلخانه ای است. در واقع غبار موجود در جو زهره باعث شده گرمای ورودی خورشید نتواند از سطح سیاره خارج شود و در نتیجه دمای میانگین روی سطح زهره به طور متوسط 462 درجه سلسیوس باشد.

متخصصین می دانند دلیل بروز این اثر گلخانه ای دائمی وجود 95 درصد دی اکسید کربن در جو زهره است؛ در حالی که دی اکسید کردن موجود در جو زمین تنها 0.04 درصد ارزیابی می شود. به نظر می رسد زهره نیز زمانی مانند زمین دارای آب مایع بوده اما به دلایل نامشخصی گرمای آن به اندازه ای زیاد شده که علاوه بر تبخیر تمامی آب روی سطح آن، دی اکسید کربن موجود در صخره ها و سنگ های آن آزاد شده اند. همچنین محور چرخش زهره به دور خود نیز برعکس همه سیارات دیگر است که باعث بروز پرسش های بیشماری درباره گذشته خواهر دوقلوی زمین شده است.

3- طوفان های اورانوس

در سال 2014 دانشمندان متوجه وجود طوفان های فوق العاده عظیمی از گاز متان بر روی سطح اورانوس شدند. پیش از این تصور میشد طوفان های ایجاد شده روی سیارات منظومه شمسی به دلیل اثرات خورشید بر روی آنهاست. اما این مورد با توجه به فاصله خورشید تا اورانوس و همچنین مقیاس بسیار بزرگ طوفان های سطح این سیاره درباره آن صادق نیست. از آنجا که هیچ منبع دیگری از انرژی برای ایجاد چنین طوفان هایی در منظومه شمسی وجود ندارد، دانشمندان پیش بینی می کنند منبع این انرژی در لایه های درونی اورانوس نهفته باشد. اگر چنین نظریه ای صحیح باشد ممکن است بتوان نتیجه گرفت لایه های درونی اورانوس به دلیل وجود همین انرژی پنهان بسیار گرم تر از سطح آن باشند و شاید در این لایه ها نشانه هایی از حیات نیز یافت شود.

4- کمربند کویپر

کمربند کویپر که پس از مدار گردش سیاره نپتون به دور خورشید وجود دارد از قطعات یخ و گاز تشکیل شده است و در فاصله بین 30 تا 50 واحد مسافت نجومی از خورشید قرار دارد. کلیدی ترین سوال درباره کمربند کویپر، ناپدید شدن آن در فاصله 50 AU است. در واقع مجموعه این قطعات معلق در فضا به صورت تدریجی به پایان نمیرسند و شکلی ناگهانی متوقف می شوند. دانشمندان این محدوده را پرتگاه کویپر می نامند. برخی توضیحات درباره علل ناپدید شدن ناگهانی کمبرند کویپر وجود دارند که از جمله آنها می توان گفت ممکن است قطعات کمربند کویپر به صورت تدریجی در فاصله دورتر نیز وجود دارند اما ابعاد آنها به اندازه ای کوچک است که قابل مشاهده نمی باشند. همچنین فرضیه ای وجود دارد که عنوان می کند ممکن است این ذرات معلق در فضا توسط میدان جاذبه یک سیاره دیگر در منظومه شمسی که هنوز کشف نشده است جذب شده باشند. در صورت تایید چنین نظریه ای این سیاره می تواند ابعادی به اندازه زمین یا مریخ داشته باشد.

 

5- ابر اورت

با این که مدار گردش سیارات به دور خورشید در مجموعه از منظومه شمسی یک دیسک ایجاد می کند، دانشمندان به این نتیجه رسیده اند که منظومه شمسی پارامتر دیگری نیز به نام ابر اورت دارد. ابر اورت در واقع لایه ای کروی است که منظومه شمسی را احاطه کرده و خورشید و تمامی سیارات دیسکی در این کره به حساب می آیند. به ادعای دانشمندان ابر اورت از قطعات یخ، آب، گازهای متان، اتان، مونو اکسید کربن و هیدروژن سیانید تشکیل شده است که در فاصله 2 سال نوری از خورشید به شکل کره پراکنده شده اند. نظریه های فعلی بیان می کنند در گذشته های بسیار دور و در زمان تشکیل شده منظومه شمسی، یک شی (شاید یک سیاره) از جنس یخ به دلیل جاذبه بالای مشتری، زحل و اورانوس به فضای بالای دیسک منظومه شمسی پرتاب شده است و بعد تر به شکل ابری درآمده که حالا با نام ابر اورت شناخته می شود. نکته جالب درباره ابر اورت آن است که این پدیده تا به حال مشاهده نشده و تنها مدل های ریاضی هستند که وجود آن را تایید می کنند.