10 mystères du système solaire qui posent encore des problèmes à nos meilleurs scientifiques

Malgré toutes les informations que nous avons découvertes grâce à nos télescopes et à nos missions spatiales, il reste encore de nombreux problèmes à résoudre dans notre propre système solaire. Parfois, il semble que plus nous en apprenons, plus nous découvrons de mystères.

10Le bouclier invisible entourant la Terre

En 1958, James Van Allen, de l'Université de l'Iowa, découvrit une paire de ceintures de radiation, un anneau interne et un anneau externe en forme de beignet pouvant atteindre jusqu'à 40 000 kilomètres (25 000 mi) au-dessus de la Terre et contenant des électrons et des protons de haute énergie. Le champ magnétique terrestre maintient ces courroies de radiation en place, mais elles se contractent et se gonflent selon les besoins pour répondre aux éjections d'énergie du Soleil dans notre direction.

En 2013, Daniel Baker de l'Université du Colorado a découvert une troisième structure entre les ceintures de radiation intérieures et extérieures de Van Allen. Baker a décrit cette structure comme un «anneau de stockage» qui va et vient, comme s'il fallait lever ou abaisser un bouclier invisible pour bloquer l'effet des «électrons tueurs». Ces électrons, qui peuvent être dangereux à la fois pour les astronautes et les équipements satellites, filent autour de la Terre. à plus de 16 000 kilomètres (100 000 mi) par seconde lorsque nous avons de fortes tempêtes solaires.

À une altitude d'un peu plus de 11 000 kilomètres (7 000 mi), une frontière nette forme un type de bord interne sur la ceinture de radiation externe, empêchant ces électrons de pénétrer plus profondément dans notre atmosphère.

«C'est presque comme si ces électrons couraient dans un mur de verre dans l'espace», a déclaré Baker. "Un peu comme les boucliers créés par les champs de force sur Star Trek qui ont été utilisés pour repousser les armes étrangères, nous voyons un bouclier invisible bloquant ces électrons. C'est un phénomène extrêmement déroutant. "

Les scientifiques ont développé plusieurs théories pour expliquer ce bouclier. Mais jusqu'à présent, aucun d'entre eux ne fonctionne complètement.

9Anomalie de survol

Depuis que nous avons commencé à explorer l'espace, notre vaisseau spatial a exécuté des manœuvres de survol pour utiliser l'énergie gravitationnelle d'une planète ou d'une lune afin de les accélérer plus rapidement. Ces flybys sont utilisés régulièrement pour envoyer des satellites plus en profondeur dans le système solaire. Mais les scientifiques ne semblent pas pouvoir estimer correctement ces vitesses de manière cohérente. Il existe souvent une variation minime et inexpliquée de la vitesse appelée «anomalie du survol».

Nous ne disposons que de l'équipement de surveillance pour détecter la différence précise de vitesse sur les survols de la Terre. L'anomalie a varié d'une diminution de vitesse de 2 millimètres (0,08 pouce) par seconde avec Cassini de la NASA en 1999 à une augmentation de vitesse de 13 millimètres (0,5 pouce) par seconde avec le satellite astéroïde NEAR de la NASA en 1998.

"Ces déviations n'affectent pas sérieusement les trajectoires des vaisseaux spatiaux", a déclaré Luis Acedo Rodriguez, physicien à l'Université polytechnique de Valence. "Pourtant, bien qu'ils semblent être de petites quantités, il est très important de clarifier ce qui les cause, en particulier à l'ère de l'exploration spatiale précise."

Les scientifiques ont proposé plusieurs causes, du rayonnement solaire à la matière noire emprisonnée par la gravité de notre planète. Mais cela reste un mystère.

8La grande tache rouge de Junior

La grande tache rouge de Jupiter a révélé au moins deux mystères en cours. La première est comment ce lapin Energizer d’un cyclone continue d’aller et d’aller. C'est une tempête massive assez large pour contenir au moins deux terres. "Sur la base des théories actuelles, la Grande Tache Rouge devrait avoir disparu après plusieurs décennies", a déclaré Pedram Hassanzadeh de l'Université de Harvard. "Au lieu de cela, il est là depuis des centaines d'années."

Plusieurs théories expliquent sa longévité. La première est que le vortex Red Spot absorbe progressivement des vortex plus petits pour gagner de l'énergie. Hassanzadeh en a proposé un autre à la fin de 2013: le flux vertical dans le vortex fait monter les gaz froids du bas vers le haut et les gaz chauds du haut vers le haut pour renouveler une partie de l'énergie au centre du vortex. Mais aucune théorie ne résout complètement ce casse-tête.

Le deuxième mystère de la grande tache rouge est la source de sa coloration frappante. Une théorie dit que la coloration rouge est causée par des produits chimiques qui se forment sous les nuages ​​visibles de Jupiter. Mais certains scientifiques soutiennent qu'un mouvement de produits chimiques venant d'en bas créerait un point encore plus rouge et causerait des rougeurs à d'autres altitudes.

La dernière hypothèse est que la grande tache rouge ressemble à un coup de soleil sur la couche supérieure des nuages ​​avec des nuages ​​blancs ou grisâtres en dessous. Les scientifiques qui ont avancé cette théorie pensent que la couleur rouge provient du jeu de la lumière ultraviolette émise par le Soleil qui décompose des substances chimiques telles que l’ammoniac et les gaz acétylène dans la haute atmosphère de Jupiter. Ils ont testé cet effet sur différentes molécules. Dans un test, la couleur était un vert vif. Donc, une grande partie de leur résultat dépend de la validité de leur hypothèse sur la composition chimique des nuages.

7Prévisions météo sur Titan

Comme la Terre, Titan a des saisons. En effet, Titan a une atmosphère dense, la seule lune de notre système solaire à pouvoir affirmer cela. Chaque saison dure environ sept années terrestres, car Saturne met 29 années terrestres à tourner autour du Soleil.

Les saisons ont basculé pour la dernière fois en 2009. Dans l'hémisphère nord, l'hiver s'est transformé en printemps, alors que dans l'hémisphère sud, en été. Mais en mai 2012, durant la saison d'automne dans l'hémisphère sud, nous avons reçu des images de la sonde Cassini de la NASA qui montraient un énorme vortex polaire (ou nuage tourbillonnant) se formant au-dessus du pôle sud de Titan. Les scientifiques étaient déconcertés par le fait que le vortex se trouvait à environ 300 km au-dessus de la surface de la lune, une zone qui devrait être trop haute et trop chaude pour qu'un tel phénomène puisse se produire.

En analysant les couleurs spectrales de la lumière solaire reflétées par l'atmosphère de Titan, ils ont pu voir la signature de particules congelées de cyanure d'hydrogène (HCN), un composé toxique. Cela signifiait que les modèles actuels de Titan devaient se tromper. La haute atmosphère doit être plus froide que prévu d'environ 100 degrés Celsius (ou 200 ° F) pour former ces particules. Alors, à mesure que les saisons changeaient, l'atmosphère dans l'hémisphère sud se refroidissait plus rapidement que prévu.

Alors que la circulation de l'atmosphère attire de grandes quantités de gaz vers le sud au cours des changements de saison, HCN s'y concentre et refroidit l'air qui l'entoure. De plus, le soleil déclinant en hiver refroidirait davantage l'hémisphère sud.

Cela suggère aux chercheurs qu'ils découvriront encore plus de mystères lorsque le solstice d'été aura lieu pour Saturne en 2017.

6L'origine des rayons cosmiques à ultra haute énergie

Les rayons cosmiques sont des rayonnements de haute énergie que nous ne comprenons pas complètement. L'un des plus grands mystères de l'astrophysique réside dans l'origine des rayons cosmiques Ultra-High-Energy (UHE) et de la manière dont ils exploitent une telle énergie.

Ce sont les particules les plus énergétiques connues dans notre univers. Les scientifiques peuvent suivre la brève apparition de particules de haute énergie provenant de ces rayons cosmiques lorsqu'ils frappent la haute atmosphère de la Terre, en cascade de particules secondaires dans une explosion rapide d'ondes radioélectriques ne dépassant pas quelques nanosecondes. Mais sur Terre, nous n’avons tout simplement pas assez de ces rares particules de haute énergie pour savoir d’où elles viennent.

Sur Terre, notre plus grand détecteur ne mesure que 3 000 km 2 environ, ce qui correspond à peu près à la taille de Luxembourg ou de Rhode Island. En utilisant le très sensible Square Kilometer Array (SKA), qui devrait devenir le plus grand radiotélescope du monde, les scientifiques ont l’intention de transformer la Lune en un immense détecteur de rayons cosmiques. Le SKA utilisera l’ensemble de la surface visible de la Lune pour détecter les signaux d’ondes radio de ces particules. Les scientifiques devraient pouvoir suivre environ 165 rayons cosmiques UHE chaque année plutôt que les 15 qu'ils voient chaque année actuellement.

"Les rayons cosmiques à ces énergies sont si rares qu'il vous faut un énorme détecteur pour en collecter un nombre important", a déclaré le Dr Justin Bray de l'Université de Southampton. «Mais la Lune surpasse tous les détecteurs de particules déjà construits. Si nous pouvons réussir, cela devrait nous donner la meilleure chance de savoir d’où ils viennent. »

5 taches sombres de radio sur Vénus

Vénus a une atmosphère dense, chaude et nuageuse qui protège sa surface de la vision d’un vaisseau spatial en orbite autour de la lumière visible. À ce jour, le seul moyen de cartographier la surface a été de diriger le radar à travers les nuages ​​et de le réfléchir sur la surface de la planète pour mesurer les altitudes. Nous avons également observé les émissions radio de la surface chaude de la planète.

Lors de la dernière visite de la sonde Magellan par la NASA à Vénus il y a 20 ans, nous avons découvert deux mystères qui n'ont pas encore été résolus. Premièrement, plus l'élévation est élevée sur Vénus, plus les ondes radio sont réfléchies (ou «plus lumineuses») sur la surface. Quelque chose de semblable se produit sur Terre mais avec de la lumière visible. Cela signifie que nous voyons des températures plus fraîches à des altitudes plus élevées. Pensez à la façon dont la surface chaude de la Terre peut se transformer en glace et en neige au sommet d’une montagne. C'est notre motif d'éclaircissement à la lumière visible.

Pour que le même effet se produise sur Vénus lorsque nous ne pouvons pas voir la surface à la lumière visible, les scientifiques pensent qu'il peut exister un processus de vieillissement chimique dépendant de la température ou d'un type de précipitation de métaux lourds agissant comme un givre de métaux lourds.

Le deuxième mystère est que nous avons des points noirs radio à la plus haute altitude de la surface de la planète. Par exemple, les scientifiques ont observé des réflexions radar plus basses à 2 400 mètres d'altitude, puis un éclaircissement rapide (ou une augmentation des réflexions radio) alors que les altitudes s'élevaient à 4 500 mètres (14 750 pieds). Mais à 4 700 mètres d'altitude, ils ont eu beaucoup plus de points noirs, parfois même par centaines. Ces endroits deviennent radio en noir.

4Bright Clumps In Saturne Anneau F

En comparant les données récentes de la sonde Cassini de la NASA avec celles de la NASA Voyager 30 ans plus tôt, les scientifiques ont constaté une nette diminution du nombre de blocs lumineux dans l'anneau F de Saturne (bien que le nombre total de groupes soit resté le même). L’anneau F semble changer constamment, parfois en quelques jours. «Cela nous ouvre un mystère irrésistible», a déclaré Robert French de l'institut SETI en Californie.

Certains des anneaux de Saturne sont composés de morceaux de glace pouvant être aussi gros que des rochers. Mais l'anneau F est formé de particules de glace aussi petites que des particules de poussière (les scientifiques l'appellent un «anneau poussiéreux»). Cela ressemblerait à un léger brouillard si vous le regardiez.

Parfois, des particules de glace situées près de l'anneau se rassemblent en une boule de neige de la taille d'une montagne, appelée lune. Lorsque ces lunettes entrent en collision avec l'anneau F, ce qui peut arriver sur chaque orbite, elles agissent comme des autos tamponneuses qui pulvérisent les particules de glace qui composent déjà l'anneau. Cela crée des amas clairs.

Mais la vie et la mort de ces clairons peuvent être déterminées par l'alignement de l'orbite de Prométhée, l'une des lunes de Saturne, sur l'anneau F. Parfois, cet alignement stimule la création de clairons, et parfois, il détruit ceux déjà créés. Le nombre de moonlets peut affecter directement le nombre de touffes brillantes. Au moins c'est une théorie.

Une autre théorie est que l'anneau F est plus récent que nous le pensions et a été créé lorsqu'une plus grande lune de glace a été déchirée. Dans ce cas, l’anneau F change à mesure qu’il évolue. Nos scientifiques ne sauront pas quelle théorie, le cas échéant, est correcte jusqu'à ce que nous obtenions plus de données en observant l'anneau F au fil du temps.

Les geysers disparus de l'Europa

Ceci est un autre acte de disparition extraterrestre. Les scientifiques ont déclaré fin 2013 que le télescope spatial Hubble de la NASA avait détecté des geysers de 200 km de haut tirant en l'air depuis le pôle sud d'Europa, la lune glacée de Jupiter. Soudain, la recherche de la vie extraterrestre semblait potentiellement plus facile. Une sonde orbitale aurait pu voler à travers les geysers et échantillonner l'océan sous-marin Europa à la recherche de signes de vie sans se poser sur sa surface glacée.

Mais les observations de suivi ne trouvent pas de vapeur d'eau, et une réanalyse de données plus anciennes a suscité des interrogations sur le point de savoir si les geysers étaient déjà là. Certains scientifiques affirment que Hubble n'a pas détecté de geysers en octobre 1999 et novembre 2012; nous avons donc toujours su que les geysers passaient sur Europa.

Pour l'instant, la découverte des geysers est devenue un mystère. La NASA prévoyant d'envoyer une sonde robotique à Europa, il est important de déterminer si les geysers sont réels afin de pouvoir concevoir leurs instruments en conséquence.

2Mars méthane Burps

Le rover Curiosity de la NASA n'a pas toujours reniflé le méthane sur Mars, mais quelques rots après huit mois excitent à nouveau les scientifiques. Sur Terre, plus de 90% du méthane dans notre atmosphère est produit par des êtres vivants. C'est pourquoi les scientifiques sont impatients de savoir d'où provient le méthane de Mars et ce qui provoque son rejet occasionnel dans l'atmosphère.

Il y a plusieurs possibilités. L'un est la présence de méthanogènes, qui sont des microbes qui produisent du méthane. Il est également possible que des météorites riches en carbone frappent l'atmosphère de Mars comme une bombe organique et libèrent du méthane lorsque le rayonnement ultraviolet du Soleil chauffe le carbone à des températures extrêmes. Il y a aussi beaucoup d'autres théories.

Le deuxième mystère est la raison pour laquelle le méthane de Mars continue de disparaître. Lorsque notre vaisseau spatial en orbite n'a pas pu trouver de méthane après sa détection initiale, cela n'a pas de sens. Selon la science telle que nous la concevons, le méthane ne peut pas disparaître en quelques années seulement. On pense être stable pendant environ 300 ans dans l'atmosphère.

Cela a donc posé la question de savoir si nous avions réellement détecté le gaz. Mais certaines des pointes occasionnelles étaient indéniables. Alors peut-être que des vents soufflent le méthane au-delà de la zone de détection de Curiosity, bien que cela n'explique pas certaines découvertes en orbite autour d'un vaisseau spatial.

1Life On Ceres

L'engin spatial Dawn de la NASA est sur le point de visiter Ceres, une planète naine de la taille du Texas appartenant à notre système solaire, en mars 2015. Presque tout sur Ceres est un mystère, c'est donc un coup sûr qui va nous surprendre. Contrairement à la protoplanète Vesta, que Dawn vient d'explorer, il n'y a pas de météorite liée à Cérès pour nous aider à découvrir ses secrets à l'avance.

Alors que Vesta est principalement sec, Ceres serait constitué de roche et de glace, contenant peut-être un océan sous sa surface glacée. On pense que l'eau représente environ 40% de son volume. À l'exception de la Terre, Cérès possède la plus grande quantité d'eau de tous les corps planétaires de notre système solaire interne. Nous ne savons tout simplement pas combien de liquide il contient. Peut-être que Dawn nous dira pourquoi Cérès a tant d’eau, si c’est le cas, et pourquoi elle est si différente de Vesta.

Ceres et Vesta peuvent fournir des informations importantes sur la vie sur notre planète. En fait, c'est l'un des mystères les plus convaincants de Ceres. Est-ce ou pourrait-il soutenir la vie?

Pour autant que notre science le sache, trois éléments principaux sont nécessaires à la vie: une source d'énergie, de l'eau liquide et des composants chimiques tels que le carbone. En plus d’avoir de l’eau, Cérès est suffisamment proche du soleil pour recevoir une quantité considérable de chaleur solaire. Nous ne savons pas s'il y a une source de chaleur interne. Nous ne pouvons pas non plus savoir avec certitude qu'il possède les produits chimiques nécessaires pour produire la vie telle que nous la connaissons.

Il existe même une théorie selon laquelle la vie sur Terre pourrait provenir de Cérès. Si la Terre a été stérilisée par les impacts d'autres corps et que Cérès a survécu à sa vie, alors Cérès a peut-être ensemencé notre planète à nouveau lorsque des morceaux de Cérès se sont détachés et sont entrés en collision avec la Terre.