10 misterios del sistema solar que aún desconciertan a nuestros mejores científicos

A pesar de toda la información que hemos descubierto de nuestros telescopios y misiones en el espacio exterior, todavía hay muchos rompecabezas que resolver en nuestro propio sistema solar. A veces, parece que cuanto más aprendemos, más misterios descubrimos.

10El escudo invisible que rodea la tierra

En 1958, James Van Allen, de la Universidad de Iowa, descubrió un par de cinturones de radiación, un anillo interno y uno en forma de rosquilla hasta 40,000 kilómetros (25,000 millas) sobre la Tierra que contiene electrones y protones de alta energía. El campo magnético de la Tierra mantiene estos cinturones de radiación en su lugar, pero se encogen y se hinchan según sea necesario para responder a las eyecciones de energía del Sol en nuestra dirección.

En 2013, Daniel Baker de la Universidad de Colorado descubrió una tercera estructura entre los cinturones de radiación de Van Allen internos y externos. Baker caracterizó esta estructura como un "anillo de almacenamiento" que aparece y desaparece, como subir o bajar un escudo invisible según sea necesario para bloquear el efecto de "electrones asesinos". Estos electrones, que pueden ser peligrosos para los astronautas y equipos de satélites, dan la vuelta a la Tierra. a más de 16,000 kilómetros (100,000 mi) por segundo cuando tenemos severas tormentas solares.

A una altura de poco más de 11,000 kilómetros (7,000 mi), un límite afilado forma un tipo de borde interno en el cinturón de radiación exterior, impidiendo que estos electrones penetren más profundamente en nuestra atmósfera.

"Es casi como si estos electrones estuvieran corriendo hacia una pared de vidrio en el espacio", dijo Baker. "Algo así como los escudos creados por los campos de fuerza en Star Trek que se utilizaron para repeler las armas alienígenas, estamos viendo un escudo invisible que bloquea estos electrones. Es un fenómeno extremadamente desconcertante ".

Los científicos han desarrollado varias teorías para explicar este escudo. Pero hasta ahora, ninguno de ellos funciona completamente.

9La anomalía del sobrevuelo

Desde que comenzamos a explorar el espacio, nuestras naves espaciales han ejecutado maniobras de sobrevuelo para usar la energía gravitacional de un planeta o luna para darles un impulso de velocidad a medida que viajan al espacio. Estos sobrevuelos se utilizan regularmente para lanzar satélites más profundamente en el sistema solar. Pero parece que los científicos no pueden estimar estas velocidades correctamente de manera consistente. A menudo hay una pequeña variación inexplicable en la velocidad que se ha denominado "anomalía de sobrevuelo".

Solo tenemos el equipo de monitoreo para detectar la diferencia precisa en las velocidades en los sobrevuelos de la Tierra. La anomalía ha variado desde una disminución de la velocidad de 2 milímetros (0.08 pulg.) Por segundo con la Cassini de la NASA en 1999 hasta un aumento de velocidad de 13 milímetros (0.5 pulg.) Por segundo con la nave espacial de asteroides NEAR de la NASA en 1998.

"Estas desviaciones no afectan seriamente las trayectorias de las naves espaciales", dijo Luis Acedo Rodríguez, físico de la Universidad Politécnica de Valencia. "Sin embargo, aunque parezcan cantidades pequeñas, es muy importante aclarar qué causan, especialmente en la era actual de la exploración espacial precisa".

Los científicos han propuesto varias causas, desde la radiación solar hasta la materia oscura atrapada por la gravedad de nuestro planeta. Pero sigue siendo un misterio.

8 Gran mancha roja de Júpiter

La Gran Mancha Roja de Júpiter ha producido al menos dos misterios en curso. El primero es cómo este Conejito Energizador de un ciclón sigue y sigue y sigue. Es una tormenta masiva lo suficientemente amplia como para contener al menos dos Tierras. "Según las teorías actuales, la Gran Mancha Roja debería haber desaparecido después de varias décadas", dijo Pedram Hassanzadeh, de la Universidad de Harvard. "En cambio, ha estado allí durante cientos de años".

Existen varias teorías para explicar su longevidad. Una es que el vórtice del Punto Rojo absorbe vórtices más pequeños con el tiempo para ganar energía. Hassanzadeh propuso otro a fines de 2013: el flujo vertical en el vórtice mueve ambos gases fríos hacia arriba desde abajo y los gases calientes hacia abajo desde arriba para renovar parte de la energía en el centro del vórtice. Pero ninguna teoría resuelve completamente este enigma.

El segundo misterio de la Gran Mancha Roja es la fuente de su sorprendente coloración. Una teoría dice que la coloración roja es causada por sustancias químicas que se forman debajo de las nubes visibles de Júpiter y brotan. Pero algunos científicos argumentan que un movimiento de sustancias químicas desde abajo crearía un punto aún más rojo y causaría enrojecimiento en otras altitudes, también.

La última hipótesis es que la Gran Mancha Roja es como una quemadura solar en la capa superior de las nubes con nubes blancas o grisáceas debajo. Los científicos que proponen esta teoría creen que el color rojo proviene del juego de la luz ultravioleta del Sol que descompone químicos como el amoníaco y los gases de acetileno en la atmósfera superior de Júpiter. Ellos probaron ese efecto en diferentes moléculas. En una prueba, el color era un verde brillante. Entonces, gran parte de su resultado depende de si su suposición de la composición química de las nubes es correcta.

7 Predicciones de tiempo en Titán

Como la Tierra, Titán tiene estaciones. Esto se debe a que Titán tiene una atmósfera densa, la única luna en nuestro sistema solar que puede hacer esa afirmación. Cada estación dura aproximadamente siete años terrestres, ya que Saturno tarda 29 años terrestres en orbitar el Sol.

Las estaciones se cambiaron por última vez en 2009. En el hemisferio norte, el invierno se convirtió en primavera, mientras que en el hemisferio sur, el verano comenzó a caer. Pero en mayo de 2012, durante la temporada de otoño en el hemisferio sur, recibimos imágenes de la nave espacial Cassini de la NASA que mostraban un enorme vórtice polar (o nube en forma de remolino) sobre el polo sur de Titán. Los científicos se quedaron perplejos porque el vórtice estaba a unos 300 kilómetros (200 millas) sobre la superficie de la luna, un área que debería ser demasiado alta y demasiado caliente para que aparezca un fenómeno así.

Al analizar los colores espectrales de la luz solar que se reflejan en la atmósfera de Titán, pudieron ver la firma de partículas congeladas de cianuro de hidrógeno (HCN), un compuesto tóxico. Eso significaba que los modelos actuales de Titán deben estar equivocados. La atmósfera superior debe ser más fría de lo previsto por unos 100 grados Celsius (o 200 ° F) para formar estas partículas. Así que a medida que cambiaban las estaciones, la atmósfera en el hemisferio sur se estaba enfriando más rápidamente de lo que esperábamos.

A medida que la circulación de la atmósfera atrae grandes cantidades de gas hacia el sur durante el cambio en las estaciones, el HCN se concentra allí y enfría el aire a su alrededor. Además, la luz del sol menguante en la temporada de invierno enfriaría aún más el hemisferio sur.

Esto sugiere a los investigadores que descubrirán aún más misterios cuando el solsticio de verano llegue a Saturno en 2017.

6El origen de los rayos cósmicos de ultra alta energía

Los rayos cósmicos son radiación de alta energía que no entendemos completamente. Uno de los mayores misterios de la astrofísica es dónde se originan los rayos cósmicos de energía ultraalta (UHE) y cómo aprovechan una energía tan enorme.

Son las partículas más energéticas conocidas en nuestro universo. Los científicos pueden rastrear la breve aparición de partículas de alta energía de estos rayos cósmicos cuando chocan con la atmósfera superior de la Tierra, haciendo que las partículas secundarias caigan en cascada en una rápida explosión de ondas de radio que no duran más que unos pocos nanosegundos. Pero en la Tierra, simplemente no obtenemos lo suficiente de estas raras partículas de alta energía para descubrir de dónde vienen.

En la Tierra, nuestro detector más grande tiene solo unos 3.000 kilómetros cuadrados (1.000 millas), que es aproximadamente tan grande como Luxemburgo o Rhode Island. Al utilizar la matriz de kilómetro cuadrado altamente sensible (SKA), que se espera se convierta en el radiotelescopio más grande del mundo, los científicos pretenden convertir la Luna en un enorme detector de rayos cósmicos. El SKA utilizará toda la superficie visible de la Luna para detectar señales de ondas de radio de estas partículas. Los científicos deberían poder rastrear aproximadamente 165 rayos cósmicos UHE cada año en lugar de los 15 que ven anualmente en este momento.

"Los rayos cósmicos en estas energías son tan raros que se necesita un detector enorme para recolectar una cantidad significativa de ellos", dijo el Dr. Justin Bray de la Universidad de Southampton. “Pero la Luna empequeñece cualquier detector de partículas que se haya construido hasta ahora. "Si podemos hacer que esto funcione, debería darnos nuestra mejor oportunidad para averiguar de dónde vienen".

5Radio Dark Spots On Venus

Venus tiene una atmósfera densa, nublada y caliente que protege su superficie de la vista de la nave espacial en órbita en luz visible. Hasta la fecha, la única forma de mapear la superficie ha sido dirigir el radar a través de las nubes y reflejarlo desde la superficie del planeta para medir elevaciones. También hemos observado las emisiones de radio de la superficie caliente del planeta.

Cuando la nave espacial Magellan de la NASA visitó Venus por última vez hace 20 años, descubrimos dos misterios que aún no se han resuelto. Primero, cuanto más alta sea la elevación en Venus, mejor (o "más brillante") se reflejarán las ondas de radio en la superficie. Algo similar ocurre en la Tierra pero con luz visible. Eso significa que vemos temperaturas más frías en altitudes más altas. Piense en cómo la superficie cálida de la Tierra puede pasar al hielo y la nieve en la cima de una montaña. Ese es nuestro patrón de iluminación en luz visible.

Para que ocurra lo mismo en Venus cuando no podemos ver la superficie con luz visible, los científicos creen que puede haber un proceso químico de intemperización que depende de la temperatura o un tipo de precipitación de metales pesados ​​que actúa como una escarcha de metales pesados.

El segundo misterio es que obtenemos puntos oscuros de radio en las altitudes más altas de la superficie del planeta. Por ejemplo, los científicos observaron reflexiones de radar más bajas a altitudes de 2,400 metros (8,000 pies) y luego un brillo rápido (o un aumento en los reflejos de radio) a medida que las elevaciones aumentaron a 4,500 metros (14,750 pies). Pero en las elevaciones de 4,700 metros (15,500 pies), obtuvieron muchos más puntos negros, que a veces suman cientos. Esos lugares van radio negro.

4grisales brillantes en el anillo F de Saturno

Al comparar los datos recientes de la nave espacial Cassini de la NASA con los datos de la Voyager de la NASA 30 años antes, los científicos encontraron una fuerte disminución en los grupos brillantes en el anillo F de Saturno (aunque el número total de grupos permaneció igual). El anillo F parece estar cambiando constantemente, a veces en cuestión de días. "Nos convierte en un misterio irresistible para nosotros investigar", dijo Robert French, del Instituto SETI en California.

Algunos de los anillos de Saturno están compuestos de trozos de hielo que pueden ser tan grandes como rocas. Pero el anillo F está formado por partículas de hielo que son tan pequeñas como motas de polvo (los científicos lo llaman un "anillo polvoriento"). Se asemejaría a una niebla ligera si la miraras.

A veces, las partículas de hielo cerca del anillo se agrupan en bolas de nieve del tamaño de una montaña llamadas lunitas. Cuando estas lunetas chocan con el anillo F, que puede ocurrir en cada órbita, actúan como autos de choque que pulverizan las partículas de hielo que ya forman parte del anillo. Eso crea grupos brillantes.

Pero la vida y la muerte de estas lunitas pueden estar determinadas por la forma en que la órbita de Prometeo, una de las lunas de Saturno, se alinee con el anillo F. A veces, esa alineación estimula la creación de moonlets, y a veces, destruye los ya creados. El número de lunares puede afectar directamente el número de grupos brillantes. Al menos esa es una teoría.

Otra teoría es que el anillo F es más nuevo de lo que pensábamos y se creó cuando se rasgó una luna de hielo más grande. En ese caso, el anillo F está cambiando a medida que evoluciona. Nuestros científicos no sabrán qué teoría, si alguna, es correcta hasta que obtengamos más datos de la observación del anillo F a lo largo del tiempo.

3 Geysers perdidos de Europa

Este es otro acto de desaparición alienígena. Los científicos declararon a finales de 2013 que el Telescopio Espacial Hubble de la NASA había detectado géiseres de 200 kilómetros de altura que disparaban al aire desde el polo sur de Europa, la luna helada de Júpiter. De repente, la búsqueda de vida extraterrestre parecía potencialmente más fácil. Es posible que una sonda orbital haya podido volar a través de los géiseres y muestrear el océano subsuperficial de Europa en busca de signos de vida sin aterrizar en su superficie helada.

Pero las observaciones de seguimiento no están encontrando vapor de agua, y un nuevo análisis de datos más antiguos ha provocado preguntas sobre si los géiseres estuvieron allí en primer lugar. Algunos científicos argumentan que el Hubble no detectó géiseres en octubre de 1999 y noviembre de 2012, por lo que siempre hemos sabido que los géiseres son transitorios en Europa.

Por ahora, el descubrimiento de géiseres se ha convertido en un misterio. Dado que la NASA espera enviar una sonda robótica a Europa, es importante averiguar si los géiseres son reales para que puedan diseñar sus instrumentos en consecuencia.

2Mars eructos de metano

El rover Curiosity de la NASA no ha inhalado constantemente metano en Marte, pero el eructo ocasional después de ocho meses hace que los científicos se vuelvan a entusiasmar. En la Tierra, más del 90 por ciento del metano en nuestra atmósfera es producido por seres vivos. Es por eso que los científicos están ansiosos por averiguar de dónde proviene el metano de Marte y qué está causando su liberación ocasional a la atmósfera.

Hay varias posibilidades. Una es la presencia de metanógenos, que son microbios que producen metano. También es posible que los meteoritos ricos en carbono golpeen la atmósfera de Marte como una bomba orgánica y liberen metano cuando la radiación ultravioleta del Sol calienta el carbono a temperaturas extremas. Hay muchas más teorías también.

El segundo misterio es por qué el metano de Marte sigue desapareciendo. Cuando nuestra nave espacial en órbita no pudo encontrar ningún metano después de que fue detectado inicialmente, no tenía sentido. Según la ciencia tal como la entendemos, el metano no puede desaparecer en tan solo unos años. Se cree que es estable durante unos 300 años en la atmósfera.

Así que eso planteó la cuestión de si realmente habíamos detectado el gas. Pero algunas de las puntas ocasionales eran innegables. Entonces, tal vez los vientos están soplando el metano más allá del rango de detección de Curiosity, aunque eso no explica ciertos hallazgos al orbitar una nave espacial.

1Life On Ceres

La nave espacial de la NASA, Dawn, se aproxima para visitar Ceres, un planeta enano del tamaño de Texas en nuestro sistema solar, en marzo de 2015. Casi todo sobre Ceres es un misterio, por lo que es seguro que nos sorprenderá. A diferencia del protoplaneta Vesta, que Dawn acaba de explorar, no hay meteoritos vinculados a Ceres para ayudarnos a descubrir sus secretos de antemano.

Mientras que Vesta es mayormente seca, se cree que Ceres está hecho de roca y hielo, posiblemente conteniendo un océano debajo de su superficie helada. Se cree que el agua comprende aproximadamente el 40 por ciento de su volumen. Excepto por la Tierra, Ceres tiene la mayor cantidad de agua de cualquier cuerpo planetario en nuestro sistema solar interior. Simplemente no sabemos cuánto es líquido. Tal vez Dawn nos diga por qué Ceres tiene tanta agua, si es que la tiene, y por qué es tan diferente de Vesta.

Tanto Ceres como Vesta pueden proporcionar información importante sobre la vida en nuestro planeta. De hecho, ese es uno de los misterios más convincentes de Ceres. ¿Tiene o podría soportar la vida?

Por lo que nuestra ciencia sabe, hay tres componentes principales necesarios para la vida: una fuente de energía, agua líquida y componentes químicos como el carbono. Además de tener agua, Ceres está lo suficientemente cerca del sol para recibir una buena cantidad de calefacción solar. No sabemos si tiene una fuente de calor interna. Tampoco podemos estar seguros de si tiene los químicos para producir vida como lo conocemos.

Incluso hay una teoría de que la vida en la Tierra puede haberse originado en Ceres. Si la Tierra fue esterilizada por los impactos de otros cuerpos, y Ceres tuvo vida que sobrevivió, entonces Ceres pudo haber sembrado nuestro planeta nuevamente con su vida cuando los trozos de Ceres se rompieron y chocaron con la Tierra.