Неиссякаемые загадки Солнечной системы

1. Шестигранные вихри Сатурна

Космические бури – легкоузнаваемое и объяснимое явление. Бури на Нептуне и Юпитере схожи с Земными ураганами своей круговой траекторией. Например, «плохая погода» На Юпитере длится примерно 3–4 дня и всегда сопровождается молниями. Но то, что иногда творится на Сатурне, заставляет астрономов и ученых задерживать дыхание, восхищаясь катаклизмами космических масштабов.

Пару лет назад космический зонд «Кассини» на протяжении 10 часов делал фотографии шторма и затем передал на Землю снимки в высоком разрешении. Ученые увидели, что гигантский газовый шар вокруг северного полюса Сатурна имеет форму правильного шестигранника, а внутри него – воронка и небольшие вихри, вращающиеся в обратном направлении. Они заключили, что такое явление впервые наблюдается в Солнечной системе.

По словам руководителя группы обработки изображений Cassini, Кэролин Порко, как на Сатурне, так и на Земле молния образуется в водных облаках, где падающий дождь и град создают электричество. Загадка в том, почему Сатурн держит энергию в течение многих десятилетий и выпускает ее всю сразу? Это явление не похоже на то, что происходит на Юпитере и Земле, где бывают многочисленные штормы, возникающие в любой момент.

Шестиугольник вокруг Сатурна астрономы увидели еще на снимках «Вояджера» в 1980 году. Но внимательно изучить удивительные вихри ученым удалось лишь тогда, когда зонд «Кассини» достиг планеты и стал ее искусственным спутником. В 2010 году на Сатурне начался очередной гигантский шторм. Он продолжался 200 дней. Буря такого масштаба могла бы полностью поглотить космическое тело размером с Землю. Кроме того, исследователям удалось услышать своего рода звук шторма. «Кассини» записал радиошум от молний, сверкавших глубоко в атмосфере планеты.

«Этот новый шторм имеет абсолютно неизвестную природу по сравнению с чем-либо, что мы видели на Сатурне с «Кассини» ранее. Тот факт, что подобные штормовые вспышки являются эпизодическими и продолжают происходить на Сатурне каждые 20-30 лет, говорит нам о процессах, происходящих под поверхностью планеты. И мы должны выяснить, что это за процессы», — поясняет астрофизик Калифорнийского университета Лос-Анджелеса Кунио Сайанаги.

Ученые уверены: шестигранный шторм больше похож на активность вулкана. Десятилетиями давление внутри Сатурна нарастает, а затем бурей прорывается наружу. При этом астрофизики предполагают, что скал или других препятствий, сдерживающих извержение, на планете нет. Это противоречие — одна из загадок Сатурна.

2. «Ореховый» спутник Сатурна

Сатурну вообще повезло: мало ему быть властелином колец и повелителем бурь, так он еще присвоил себе спутник, который вызывает живой интерес у современных ученых.

Япет, или Сатурн VIII — третий по величине спутник Сатурна и двадцать четвёртый по расстоянию от него из 62 известных его спутников. Япет похож на грецкий орех, так как окольцован горным хребтом, полностью огибающим его по экватору. Обширные территории этого странного мира черны, как уголь, а другие его части белые, как лёд. Тщательные исследования показывают, что тёмный покров концентрируется к экватору луны и имеет толщину слоя не более метра. Основная гипотеза говорит о том, что тёмное вещество — это остатки от процесса сублимации загрязнённого пылью льда.

Исследователи из NASA разработали компьютерную модель, которая, похоже, объясняет данный факт и описывает серию событий, произошедших с Япетом прежде, чем он принял свою окончательную форму. Миллиарды лет тому назад, вскоре после своего образования, Япет очень быстро вращался (с периодом всего 5 часов). Это вращение и придало ему форму ореха, которую мы видим сегодня.

Со временем вращение замедлилось до одного оборота за 16 часов, а поверхность спутника остыла и затвердела. Слабая сила тяготения уже не смогла выровнять твердый грунт поверхности, и вдоль экватора остались «развалины прошлого» в виде цепи гор. К этому времени формирование поверхности полностью завершилось. Теперь Япет вращается очень медленно, совершая один оборот за 80 дней.

3. Многочисленные загадки Юпитера

«Что позволено Юпитеру, то не позволено быку.» Римская поговорка.

Айзек Азимов сказал однажды: «Солнечная система состоит из Юпитера плюс какие-то обломки». Весьма лаконичное описание гигантской планеты. Это самая огромная планета Солнечной системы, где царят непрекращающиеся вековые ураганы. Она имеет «тигровые» разноцветные полосы и знаменитое красное пятно размером с три Земли, которое по факту тоже является гигантским ураганом, а скорость ветра внутри пятна превышает 500 км/ч.

Помимо Большого Красного Пятна на Юпитере имеются и другие «пятна-ураганы», меньшие по размерам, белого, коричневого и красного цветов. И причина подобного карнавала пока не нашла однозначного объяснения. Не успели ученые разгадать эти загадки, как гигантский подлец выкинул новый фортель, а именно, в 2010 году Юпитер поменял лицо. Гигантская полоса облаков в его Южном полушарии исчезла. Это произошло за короткое время, меньше чем за месяц, когда планета находилась за Солнцем и была недоступна для наблюдения.

Огромные полосы, тянущиеся вдоль экватора Юпитера, известны астрономам очень давно. Однако до сих пор у исследователей не было единой теории, объясняющей их происхождение. Одна из популярных версий предполагала, что полосы образуются из-за явления конвекции — подъема более нагретых газов и опускания более холодных. Но все это теории, теории…

4. Тритон — ледяная луна с атмосферой

Тритон является одной из самых крупных лун Нептуна. У него очень странная траектория движения: мало того, что вращение Тритона происходит в противоположном направлении от вращения планеты Нептун, так он, к тому же, имеет весьма интересную орбиту, очень сильно тяготеющую в наклоне к экватору Нептуна. На этом фоне предположения, что спутник Тритон некогда был одной из самостоятельных планет Солнечной системы, притянутой гравитацией Нептуна, не лишены здравого смысла.

Лед на поверхности Тритона имеет нескольких оттенков, от сине-зеленого – там, где замерз чистый азот, до красноватого – в местах, где присутствуют примеси железа. При температуре минус двести тридцать пять градусов вещества теряют свои привычные свойства, лед становится похож на каменную породу, формируясь в скалы и образуя разломы и трещины.

Вся поверхность покрыта трещинами и очень похожа на корку от дыни. Считается, что это все последствия криовулканической деятельности, и то, что Тритон сейсмически активен, стало полной неожиданностью для астрономов, ведь подобная вулканическая деятельность во всей Солнечной системе наблюдается только на юпитерианском спутнике Ио и Венере.

Его гейзеры не просто холодные, они ледяные. Высота фонтанов достигает двадцати километров, брызги не падают на поверхность, а стелются вдоль поверхности спутника Тритон, покрывая при этом сотню, а то и больше километров. Цвет выбросов – черный, так как из его недр извергается не только азот, но и мелкие частицы грунта вкупе с минеральной пылью.

5. Дело о пропавшем метане

Впервые метан (CH4) на Марсе был обнаружен в 1969 году с борта зонда «Маринер-7», однако тогда это открытие оказалось ложным — такие же спектральные характеристики могла дать замерзшая углекислота. «По-настоящему» марсианский метан был открыт в 2003 году с помощью инфракрасного телескопа НАСА, установленного на Гавайских островах. Это стало настоящей сенсацией — на Земле (где концентрация метана достигает 1750 ppbv) этот газ на 90%-95% имеет биологическое происхождение, а значит, источником марсианского метана могут быть марсианские микробы.

Метан может появляться при извержении вулканов или разложении растительных остатков, но оба эти механизма не могут работать на Марсе, где не было зафиксировано признаков современной вулканической активности. Есть ряд других возможных небиологических источников, например, геотермальные реакции (серпентизация), но ни один из них пока не определен как «главный подозреваемый».

Однако более поздние наблюдения уже не фиксировали такого изобилия метана. Данные с зонда «Марс-Экспресс» в 2004 году показали значение около 10 ppbv, а также, что летом в северном приполярном регионе концентрация газа достигала 45 ppbv. Наблюдения с Земли в феврале 2006 году зафиксировали в долине Маринера рост концентрации до 10 ppbv.

Эти резкие колебания заставили некоторых ученых поставить под сомнение достоверность обнаружения метана. Кевин Занли (Kevin Zahnle) из центра НАСА имени Эймса и его коллеги заявляли, что все измерения концентрации сделаны на пределе возможностей приборов и количество метана на Марсе не превышает 3 ppbv. В статье, опубликованной в 2011 году в журнале Icarus, они возлагали надежды на марсоход Curiosity, который сможет разрешить этот спор.

В ноябре 2012 году марсоход сделал первый «вдох», получил первые данные о составе марсианской атмосферы в районе кратера Гейла и не обнаружил признаков метана ни во время этого сеанса измерений ни в последующие. Хотя атмосферный метан не является долгоживущим газом, исчезает он совсем не мгновенно. Ультрафиолетовая радиация может уничтожить весь метан в атмосфере за несколько сотен лет, поэтому, если в атмосфере он есть, должен быть и источник его «поставок». Но на данный момент ученые не имеют представления, какие процессы могут «выедать» метан с такой фантастической скоростью, какая наблюдается на Марсе.