1. Cosa sono le bolle di Fermi?
No, questo non è un raro disturbo digestivo. Le bolle sono strutture enormi e misteriose che emanano dal centro di Via Lattea e si estendono per circa 20.000 anni luce sopra e sotto il piano galattico. Lo strano fenomeno, scoperto per la prima volta nel 2010, è costituito dalle emissioni di raggi gamma e raggi X ad altissima energia, invisibili a occhio nudo. Gli scienziati hanno ipotizzato che i raggi gamma potrebbero essere onde d'urto delle stelle consumate dall'enorme buco nero al centro della galassia.
2. Galassia rettangolare
“Guarda in alto! È un ... rettangolo? ”All'inizio di quest'anno, gli astronomi hanno individuato un corpo celeste, a circa 70 milioni di anni luce di distanza, con un aspetto unico nell'universo visibile: la galassia LEDA 074886 ha una forma più o meno simile a un rettangolo. Mentre la maggior parte delle galassie ha la forma di dischi, ellissi tridimensionali o chiazze irregolari, questa sembra avere un rettangolo regolare o un aspetto a forma di diamante. Alcuni hanno ipotizzato che la forma derivi dalla collisione di due galassie a forma di spirale, ma nessuno lo sa per ora.
3. Il campo magnetico della luna
Uno dei più grandi misteri della luna - perché solo alcune parti della crosta sembrano avere un campo magnetico - ha incuriosito gli astronomi per decenni, ispirando persino il sepolto mitico "monolito" nel romanzo e nel film 2001: Odissea nello spazio . Ma alcuni scienziati finalmente pensano di poter avere una spiegazione. Dopo aver utilizzato un modello al computer per analizzare la crosta lunare, i ricercatori ritengono che il magnetismo possa essere una reliquia di un asteroide largo 120 miglia che si è scontrato con il polo meridionale della luna circa 4, 5 miliardi di anni fa, disperdendo materiale magnetico. Altri, tuttavia, ritengono che il campo magnetico possa essere correlato ad altri impatti più piccoli e più recenti.
4. Perché Pulsars Pulse?
Le pulsar sono stelle di neutroni distanti che ruotano rapidamente che emettono un raggio di radiazione elettromagnetica a intervalli regolari, come un raggio di un faro rotante che spazza una linea costiera. Sebbene il primo sia stato scoperto nel 1967, per decenni gli scienziati hanno faticato a capire che cosa fa pulsare queste stelle e, del resto, cosa fa sì che le pulsar smettano di tanto in tanto di pulsare. Nel 2008, tuttavia, quando una pulsar si spense improvvisamente per 580 giorni, le osservazioni degli scienziati permisero loro di determinare che i periodi "on" e "off" sono in qualche modo correlati alle correnti magnetiche che rallentano la rotazione delle stelle. Gli astronomi sono ancora al lavoro cercando di capire perché queste correnti magnetiche fluttuano in primo luogo.
5. Che cos'è la materia oscura?
Gli astrofisici stanno attualmente cercando di osservare gli effetti dell'energia oscura, che rappresenta circa il 70 percento dell'universo. Ma non è l'unica roba oscura nel cosmo: circa il 25 percento è costituito da un materiale completamente separato chiamato materia oscura. Completamente invisibile ai telescopi e all'occhio umano, non emette né assorbe la luce visibile (o qualsiasi forma di radiazione elettromagnetica), ma il suo effetto gravitazionale è evidente nei movimenti di ammassi di galassie e singole stelle. Sebbene la materia oscura si sia dimostrata estremamente difficile da studiare, molti scienziati ipotizzano che potrebbe essere composta da particelle subatomiche sostanzialmente diverse da quelle che creano la materia che vediamo intorno a noi.
Da un capo all'altro, le bolle di raggi gamma appena scoperte si estendono per 50.000 anni luce, o circa la metà del diametro della Via Lattea, come mostrato in questa illustrazione. (Goddard Space Flight Center della NASA) 
Questa pulsar catturata in un'immagine dai raggi X di Chandra ha attirato l'attenzione per la sua inquietante somiglianza con una mano umana. (P. Slane et al. / SAO / NASA / CXC) 
Uno dei tanti misteri sconcertanti degli astronomi è come galassie come la Via Lattea siano in grado di formare nuove stelle a un ritmo insostenibile. (NASA / JPL) 
Perché solo alcune parti della Luna hanno un campo magnetico? La scienza recente potrebbe indicare che si tratta di una reliquia di una collisione di asteroidi 4, 5 miliardi di anni fa. (NASA / JPL / USGS) 
La galassia LEDA 074886 appare più o meno come un rettangolo, ma nessuno sa perché. (Indicato qui in un'immagine a falsi colori) (Immagine gentilmente concessa da Alister Graham, Swinburne University of Technology) 6. Riciclaggio galattico
Negli ultimi anni, gli astronomi hanno notato che le galassie formano nuove stelle a un ritmo che sembrerebbe consumare più materia di quella che effettivamente hanno al loro interno. La Via Lattea, per esempio, sembra trasformare ogni anno in sole stelle il valore di polvere e gas di un sole in nuove stelle, ma non ha abbastanza materia prima per mantenerlo a lungo termine. Un nuovo studio sulle galassie distanti potrebbe fornire la risposta: gli astronomi hanno notato il gas che era stato espulso dalle galassie che tornavano al centro. Se le galassie riciclano questo gas per produrre nuove stelle, potrebbe essere un pezzo del puzzle nel risolvere la questione della materia prima mancante.
7. Dov'è tutto il litio?
I modelli del Big Bang indicano che l'elemento litio dovrebbe essere abbondante in tutto l'universo. Il mistero, in questo caso, è piuttosto semplice: non lo è. Le osservazioni di antiche stelle, formate da materiale molto simile a quello prodotto dal Big Bang, rivelano quantità di litio da due a tre volte inferiori a quelle previste dai modelli teorici. Una nuova ricerca indica che parte di questo litio può essere miscelato nel centro delle stelle, fuori dalla vista dei nostri telescopi, mentre i teorici suggeriscono che gli assioni, ipotetiche particelle subatomiche, potrebbero aver assorbito protoni e ridotto la quantità di litio creata nel periodo immediatamente successivo il big Bang.
8. C'è qualcuno là fuori?
Nel 1961, l'astrofisico Frank Drake ideò un'equazione altamente controversa: moltiplicando insieme una serie di termini relativi alla probabilità di vita extraterrestre (il tasso di formazione stellare nell'universo, la frazione di stelle con i pianeti, la frazione di pianeti con condizioni adeguate per la vita, ecc.) ha ipotizzato che l'esistenza della vita intelligente su altri pianeti sia estremamente probabile. Un problema: nonostante i teorici della cospirazione di Roswell, non abbiamo mai sentito parlare di alieni. Le recenti scoperte di pianeti lontani che potrebbero teoricamente ospitare la vita, tuttavia, hanno suscitato speranze che potremmo rilevare extraterrestri se continuiamo a cercare.
9. Come finirà l'universo? [Attenzione, potenziale avviso spoiler!]
Ora crediamo che l'universo sia iniziato con il Big Bang. Ma come andrà a finire? Sulla base di una serie di fattori, i teorici concludono che il destino dell'universo potrebbe assumere una delle diverse forme selvaggiamente diverse. Se la quantità di energia oscura non fosse sufficiente per resistere alla forza di compressione della gravità, l'intero universo potrebbe collassare in un punto singolare: un'immagine speculare del Big Bang, noto come Big Crunch. Recenti scoperte, tuttavia, indicano che un Big Crunch è meno probabile di un Big Chill, in cui l'energia oscura costringe l'universo in un'espansione lenta e graduale e tutto ciò che rimane sono stelle bruciate e pianeti morti, sospesi a temperature appena sopra lo zero assoluto . Se è presente abbastanza energia oscura per sopraffare tutte le altre forze, potrebbe verificarsi uno scenario Big Rip, in cui tutte le galassie, le stelle e persino gli atomi vengono fatti a pezzi.
10. Attraverso il multiverso
I fisici teorici ipotizzano che il nostro universo potrebbe non essere l'unico nel suo genere. L'idea è che il nostro universo esiste all'interno di una bolla e più universi alternativi sono contenuti nelle loro bolle distinte. In questi altri universi, le costanti fisiche - e persino le leggi della fisica - possono differire drasticamente. Nonostante la somiglianza della teoria con la fantascienza, gli astronomi sono ora alla ricerca di prove fisiche: modelli a forma di disco nella radiazione cosmica di fondo lasciati dal Big Bang, che potrebbero indicare collisioni con altri universi.
