Dela med sig:
10 upptäckter som lyser på mysterier i vårt solsystem
Ibland blir vi så vana vid försök att hitta utomjordingar på exoplanet att vi glömmer hur många mysterier vårt eget solsystem innehåller. Lyckligtvis fortsätter våra forskare att söka efter ledtrådar för att lösa pusselarna i vårt lilla hörn av universum.
10 Den förbryllande temperaturen i solens Corona
Som vi har diskuterat tidigare har forskare undrat i årtionden varför temperaturen i solens corona eller yttre atmosfär är så mycket varmare än dess fotosfär eller synlig yta. Försvinner all logik, solens yta har en temperatur kring 6000 Kelvin (ca 6000 grader Celsius eller 10 000 ° F), medan korona blir ofta 300 gånger varmare. "Det är lite av ett pussel", säger Jeff Brosius, rymdforskare vid NASAs Goddard Space Flight Center i Maryland. "Saker blir vanligtvis kallare längre bort från en het källa. När du rostar en marshmallow flyttar du den närmare elden för att laga den, inte längre bort. "
Men forskare fann nyligen starka bevis på att nanoflarer och de energiska partiklarna som produceras av dem är åtminstone en del av extravärmen. Även om nanoflarer är de små kusinerna av solfläckar (som kan värma solplasma till tiotals miljoner grader på bara några sekunder), producerar de fortfarande små, snabba utbyten av värme och energi nästan hela tiden. Vi kan inte se dem direkt ännu, men det problemet kan lösas när NASAs NuSTAR rymdteleskop tar röntgenporträtt av hög energi. Men forskare kan inte ta dessa bilder tills solen är tystare. Annars kan all den energiska aktiviteten gömma nanoflarernas verkan.
Fram till dess ger Interface Region Imaging Spectrograph (IRIS) oss det bästa sättet att upptäcka nanoflares indirekt genom att titta på coronal loop-fotspår. En coronal loop är en het plasma-slinga som sträcker sig från solens yta till corona som lyser starkt i ultraviolett och röntgenstrålar. En fotpunkt uppstår där magnetiska loopar möter solens yta. IRIS kan inte se de faktiska koronaluppvärmningshändelserna, men det ser den snabba, lilla ljusningen vid koronala loopfotpunkterna.
Medan andra teorier har motbevisats, pekar ökande bevis på nanoflarer som lösningen på det koronala uppvärmnings mysteriet. Om det är korrekt, bör NuSTAR se minst en nanoflare varje par minuter. Om det inte är det är dags att gå tillbaka till ritbordet.
9 Ursprunget av mörkt material på Protoplanet Vesta
Stenar kan berätta mycket för en protoplanets utveckling eftersom de endast kan bildas under specifika förhållanden. NASA: s rymdfarkoster Dawn gav oss nyligen information om den förbryllande mörka materien som sprids över hela Vesta-ytan. Det absorberar ljus som sot. Men våra forskare var nyfiken på att veta vad den var gjord av och var den kom ifrån. Det kan ge dem en inblick i varför Vesta började bli en planet för över fyra miljarder år sedan men aldrig gjort det evolutionära språnget bortom protoplanet.
I mer än ett år har forskare vetat att det mörka materialet var högt i kol. Men nyligen upptäckte de att serpentin, ett stenbildande silikatmineral, var ett element i det mörka materialet. Serpentine är namngiven efter likhet med snakeskin.
Det enda mineralet löser några av mysterierna i Vestas formation. Det mörka materialet kan inte ha kommit i kontakt med höga värmevärden eftersom temperaturer över 400 grader Celsius skulle förstöra serpentin. Vi vet redan att Vesta var ganska het på en gång, så det mörka materialet kunde inte ha kommit från Vesta själv.
Det ger en relativt långsam inverkan från en kolrikrik asteroid som den enda logiska förklaringen. Om effekten hade varit höghastighet, skulle serpentinen ha förstörts av den resulterande höga temperaturen. Spridningen av mörkt material på Vesta överensstämmer också med en låghastighetspåverkan från en asteroid.
8The Mystery Of Venus Atmosfär
"Det här arbetet började med ett mysterium från 1978", sa Glyn Collinson från NASAs Goddard Space Flight Center i Maryland. "När Pioneer Venus Orbiter flyttade in i omlopp runt Venus såg det upp något mycket, väldigt konstigt - ett hål i planetens jonosfär. Det var en region där tätheten bara släppte ut, och ingen har sett en annan av dessa saker i 30 år. "
Jonosfären är ett lag av atmosfär på Venus som är elektriskt laddad. När den europeiska rymdorganisationens Venus Express började bana Venus de senaste åren, var den i en mycket högre omlopp än den som föregår den. Men även i högre höjd såg Venus Express samma hål. Det innebar att dessa hål hade borrats längre ner i atmosfären än en gång trodde. Dessutom observerade Pioneer Venus Orbiter hålen vid solens maximala när solaktiviteten är högst uppe. Men Venus Express såg hål under solminimum vilket innebär att dessa hål är mer utbrett än vi insåg.
För att tolka vad som händer med Venus är det nödvändigt att förstå att sidan av dess jonosfär som vetter mot solen, hamras ständigt av solvind, en ström av laddade partiklar som strömmar från solen. Jonosfären verkar som en tunn gräns som sträcker sig från Venuss framsida runt planeten tills den avtar i ryggen som en komet. Tänk på jonosfären som luften strömmar runt en golfboll som är i flygning.
När solvinden träffar jonosfären pelar plasman upp, vilket i sin tur skapar en tunn magnetosfär runt om i världen. En magnetosfär är ett område runt en planet där dess magnetfält kan avvärja solvind.
Venus Express kan mäta detta svaga magnetfält runt Venus. Men det föreslog att det inte fanns två hål bakom Venus.Istället tror forskare att det finns två breda, långa cylindrar som sträcker sig från Venus-ytan till yttre rymden. Det är möjligt att laddade partiklar pressas ut ur dessa cylindrar som tandkräm från ett rör.
Men det väcker ett annat övertygande mysterium. Vad låter dessa magnetfält klippa genom jonosfären, gå ner till planets yta, och eventuellt även komma in på planeten? Vi kan ha kasta ljus på ett Venus mysterium, men vi hamnade med en annan.
7The Theta Aurora
Auroras, ljussken på himlen som vanligen kallas norra eller södra lampor, bildar vanligtvis när solvinden kolliderar med jordens magnetfält, även känd som magnetosfären. Med andra ord är det ett synligt sätt att vi ser solens effekt på jorden.
Theta auroras kan bildas vid högre breddgrader, närmare polerna, än typiska auroror. Theta Aurorn kan bara ses från ovan, där den ser ut som den grekiska bokstaven Theta (θ).
Bildandet av en aurora beror på inriktningen mellan det interplanetära magnetfältet som strömmar med solvinden och jordens magnetfält. När de två fälten skärs, pekar jordens magnetfält norrut. Men om det interplanetära fältet pekar söderut, kommer magnetfältlinjerna att peka i motsatta riktningar. Detta medför en process som kallas magnetisk återkoppling (som ännu inte är väl förstådd), vilket anpassar magnetfältlinjerna på ett nytt sätt.
Den nya inriktningen tillåter solvindpartiklarna att komma in i jordens magnetosfär, en stor magnetisk bubbla runt vår planet. När dessa solpartiklar strömmar längs planetens magnetfältlinjer och kolliderar med atomer i jordens övre atmosfär, är Aurora född. I detta fall är det troligtvis att bildningen sker 65-70 grader norr eller söder om jordens ekvator.
Men thetauroror kan hända vid högre breddgrader om det interplanetära magnetfältet pekar mot norr i stället för söder. Forskare upptäckte nyligen att magnetisk återanslutning kan närma sig plasma (som är joniserad gas) inuti magnetosfären när det hände. Den fångade plasman blir het, och den här gången kan en theta Aurora födas.
6The Titan Sand Dune Puzzle
Titan, som omger Saturnus, är den enda månen med en tät atmosfär. Dess sjöar och hav är gjorda av metan och etan. Denna ovanliga måne har också stora, vindväxta sanddyner som är hundratals mil långa, över en mil bred och hundratals meter höga.
Först var existensen av sanddyner inte meningsfull eftersom vi tyckte att Titan endast upplevde ljusbris över dess yta. Men senare föreslog forskning att vindar måste vara starkare än tidigare trodde. NASA: s rymdfarkoster Cassini skickade också bilder av de partiklar som skapade dessa sanddyner.
"Det var förvånande att Titan hade partiklar storleken på sandkorn-vi förstår fortfarande inte källan och att det hade vindar tillräckligt starka för att flytta dem", säger Devon Burr från University of Tennessee. "Innan vi såg bilderna trodde vi att vinden var troligen för ljus för att uppnå denna rörelse."
Men forskare blev mest förbryllade av sanddynernas form. Enligt data från Cassini blåste vindarna vanligtvis österut till väster. Men dynerna runt kratrar och berg såg ut som om de hade skapats av vindar som blåste i andra riktningen.
I en NASA högtrycks vindtunnel spenderade Burr och hennes team sex år på att återskapa villkoren för vind och sand på Titan. Slutligen fann de att vinden var tvungen att blåsa minst 50 procent snabbare än ursprungligen trodde att skapa dynerna. Titans täta atmosfär gjorde de snabbare hastigheterna som var nödvändiga.
Deras upptäckt förklarade också formen av sanddynerna. Enligt deras modell är vindarna på Titan vanligtvis ljusa och blåser öst mot väst och kan därför inte skapa sanddyner. Men två gånger varje Saturn år, vilket motsvarar 30 jordår, blåser vinden snabbare i andra riktningen när solen korsar Titans ekvatorn. Burr tror att de snabba växlingar i vind är när dynerna skapas, och det står för deras form. Cassini kan ha missat dessa höga vindhastigheter eftersom de inte händer ofta.
5Mercury's Unexpected Volcanoes
En annan NASA rymdfarkost, MESSENGER, har gett nya insikter i Mercurys tidiga planetariska historia. Ursprungligen trodde forskare att kvicksilver aldrig hade aktiva vulkaner eftersom det saknade de flyktiga föreningarna i sitt inre som skapar explosionerna. Men bilder från MESSENGER hade forskare scrambling för att omarbeta sina teorier.
MESSENGERs bilder visade närvaron av pyroklastiska askavsättningar, vilka är gjorda av fragment av sten som blästras från vulkanernas öppningar. Så Mercury hade uppenbarligen flyktiga föreningar. Men uppgifterna visade också att vulkaner exploderade för mycket av Mercury's historia.
Det ledde till en annan fråga. Utgjorde de flyktiga föreningarna i planetens inre allt tidigt i Merkurius historia, eller har explosionerna inträffat under en betydligt längre tid?
Ett forskargrupp från Brown University anser att utbrotten hände över en längre tidsram. De kom till den slutsatsen genom att titta på vulkanernas öppningar. Om vulkanerna hade exploderat runt samma tid, skulle alla ventiler försämras med ungefär samma mängd. Men forskarna observerade olika mängder nedbrytning, vilket överensstämmer med vulkanutbrott under en mycket längre tid.
Med hjälp av mängden nedbrytning för att bestämma Mercury-kraters ålder tror forskarna att den vulkaniska aktiviteten förmodligen uppstod för 1-3,5 miljarder år sedan. Det kan låta gammalt, men det är faktiskt geologiskt ungt.Om vulkanerna hade exploderat runt tiden för kvicksilverbildning skulle kratrarna vara cirka 4,5 miljarder år gamla.
Denna information hjälper oss också att ta reda på hur Mercury bildades. Enligt två populära teorier brukade kvicksilver vara större men antingen förlorade sina yttre skikt när de stekades av solen eller när de slogs av med stor påverkan strax efter planeten bildades. Med tanke på den nya informationen om flyktiga föreningar verkar ingen av dessa teorier sannolikt nu.
4Mars klimathistoria
Black Beauty, en gammal Mars-meteorit som hittades 2011 i Sahara-öknen, kan berätta en spännande historia om Mars klimathistoria. Den glänsande, mörka meteoriten har inbäddade zirkoner, hållbara mineraler som skapas när lava kyler och kan överleva nästan alla kemiska attacker. Det betyder att de kan hjälpa oss att bestämma stenarnas ålder och ge ledtrådar till en planetens klimat. "När du hittar en zirkon, är det som att hitta en klocka," sade Florida State Professor Munir Humayun. "En zirkon börjar hålla koll på tiden från det ögonblick den föddes."
Humayun och hans team blev förvånade över att vissa zirkoner i Black Beauty skapades för 4,4 miljarder år sedan när Mars var en ny planet med en miljö som kan ha haft förmågan att stödja livet.
Genom att studera variationer i syreatomer i dessa zirkoner kunde Humayun extrahera några av Mars klimathistoria som en arkeolog skulle extrahera bitar av mänsklig historia från artefakter och mänskliga skelett. Det beror på att zirkonerna fungerar som ett arkiv av Mars klimatförändring genom att hålla reda på vad som hände med vattenånga under planetens historia.
Humayun upptäckte att vatten var mycket rikligare på Mars omkring 4,5 miljarder år sedan, men då skedde en dramatisk förändring. Den torra öknen som kännetecknar Mars idag har funnits länge - minst 1,7 miljarder år. Men om Mars var en gång en varm planet med rikligt vatten, spontar det igen frågan: Är det möjligt att Mars upprätthöll livet på en gång?
För aktuella klimatstudier analyserar andra forskare dammdjäll på Mars. Som vi har pratat om, är dammdjuvar som dammiga tornader. Men det är där jämförelsen med jorden väder slutar. "Martians luft är så tunn, damm har en större effekt på energiöverföringar i [Mars] atmosfären och på ytan än vad den gör i jordens tjocka atmosfär", säger Udaysankar Nair vid University of Alabama.
På dagtid kan damm i luften blockera solljuset från att uppvärma ytan på Mars. På natten avger samma slags damm långvågsstrålning som värmer ytan. Så en större kunskap om atmosfäriska damm- och dammdjäller-bör hjälpa oss att utveckla en bättre förståelse för Marss nuvarande klimat.
3Zebra Stripes In Van Allen Radiation Belt
Jorden är omgiven av två Van Allen strålningsband, en inre och en yttre, som var och en formad som en munk och innehåller högenergi-elektroner och protoner. Men i början av 2014 meddelade forskare att NASAs tvilling Van Allen Probes hade upptäckt ett konstigt men ihållande zebrabandmönster i högenergi-elektronerna i det inre strålningsbandet.
Jordens magnetfält håller dessa strålningsband på plats. Men jorden verkade som en osannolik synder i zebra stripe mystery. De flesta forskare antog att ökad solvind skulle orsaka denna typ av struktur. Men den teorin förkastades när ränderna fortsatte att vara synliga även om solenergiaktiviteten var låg.
Forskare hittade så småningom svaret som de tidigare hade ansett så osannolikt. Det visar sig att jordens rotation ger sebraremsor. På grund av lutningen i planetens magnetfältaxel ger jordens rotation ett svagt, oscillerande elektriskt fält som påverkar hela det inre strålningsbandet. Om du tänker på grupper av elektroner i strålningsbandet som taffy, fungerar oscillationerna som en godismaskin för att sträcka och vikta taffyen, vilket ger det randiga mönstret i det inre strålningsbandet.
2Plasma Regnskurar på solen
Solen har regnskurar med höga vindar som överraskande liknar på vissa sätt de stormar vi upplever här på jorden. Men på solen består regnet av plasma, joniserad gas som faller från corona till ytan på 200 000 kilometer per timme. Corona omger solen som en yttre atmosfär. Men när det regnar från corona, häller det verkligen. Varje droppe är lika stor som Irland, och det finns tusentals droppar i en koronalregnregn.
Forskare har känt om detta plasmanregn i cirka 40 år. Men tills de fick detaljerad information från moderna satelliter och observatorier kunde de inte förklara varför det hände.
Det är här parallellerna med jordbaserat väder blir slående. Under de rätta förhållandena kommer solens moln av tät, het plasma att svalna, kondensera tills de faller till ytan som koronaldrar.
Det finns också en process av snabb förångning som bildar moln. Men på solen orsakar de kraftiga explosionerna av solfläckar förångningen. Teleskopiska bilder visar att solfläckar, strålningsstörningar på solens yta, föregår solstrålarna. Forskare tror att en ovanligt snabb temperaturfall leder till att koronalgas förvandlas till solregndroppar.
1Organics On Mars
Förutom att mäta spikar av metan, upptäckte NASAs rover Curiosity organiska molekyler i prover från insidan av stenar. Pulvret från en sten som heter Cumberland är den första bestämda upptäckten av organiska ämnen på Mars. Forskare vet inte om dessa organiska ämnen utvecklades på Mars eller transporterades där av kolrika rätte meteoriter.
NASA-forskare hittade inte organiska ämnen i material som exponerades på planetens yta.Men det är förståeligt eftersom kosmisk strålning och de allvarliga perkloraterna, som producerar molekylförändrande klor, tenderar att förstöra ytorganiska ämnen över tiden.
Organiska molekyler består av kol kopplad till andra ämnen som väte. De är viktiga för livet som vi känner till det, men de innehåller inte nödvändigtvis livet. Vi vet inte om Mars någonsin var värd levande mikrober, men det här berättar för oss att antika Mars hade förhållanden som var gästvänliga för vissa former av liv.
Forskare behövde hitta tre komponenter för livet på Mars: vatten, en energikälla och organiska ämnen. Genom att hitta organiska ämnen har de nu en komplett ingredienslista för livet på Mars, vare sig det är förflutet eller nutida.
Cumberlands stenprover gav dem också viktig information om vattenförlust på planeten. Genom att undersöka förhållandet mellan deuterium och väte i berget och jämföra det med vattenånga i luften, tror forskarna att mycket av planets vattenförlust inträffade efter att berget bildades. Men deras analys föreslog också att Mars förlorade en bra bit av sitt ursprungliga vatten innan Cumberland bildades.