Обнаружены первые рентгеновские лучи с Урана
Image credit: X-ray: NASA/CXO/University College London/W. Dunn et al; Optical: W.M. Keck Observatory
Астрономы впервые обнаружили рентгеновские лучи от Урана с помощью рентгеновской обсерватории NASA Чандра. Этот результат может помочь ученым больше узнать об этой загадочной планете-гиганте изо льда в нашей Солнечной системе.
Рентгеновское излучение - электромагнитные волны, энергия фотонов которых лежит на шкале электромагнитных волн между ультрафиолетовым излучением и гамма-излучением. Рентгеновские лучи испускаются при участии электронов (либо связанных в атомах, либо свободных).
Уран - седьмая планета от Солнца, имеющая 13 колец (разделены на 3 группы - 9 узких, 2 пылевых и 2 внешних) вокруг экватора. Планета, диаметр которой в четыре раза больше Земли. Плоскость экватора Урана наклонена к плоскости его орбиты под углом 97,86° - то есть планета вращается ретроградно, «лёжа на боку слегка вниз головой». Если другие планеты можно сравнить с вращающимися волчками, то Уран больше похож на катящийся шар, что отличает её от всех других планет Солнечной системы. Поскольку "Вояджер-2" был единственным космическим кораблем, который когда-либо пролетал мимо Урана, астрономы в настоящее время полагаются на телескопы, расположенные гораздо ближе к Земле, такие как Чандра и космический телескоп Хаббла, чтобы узнать об этой далекой и холодной планете, которая почти полностью состоит из водорода и гелия.
В новом исследовании исследователи использовали наблюдения Чандры за Ураном, сделанные в 2002 году, а затем еще раз в 2017 году. Они увидели четкое обнаружение рентгеновских лучей из первого наблюдения, только недавно проанализированного, и возможную вспышку рентгеновских лучей в тех, которые были получены пятнадцать лет спустя. На основном изображении показано рентгеновское изображение Урана Чандры 2002 года (розовое), наложенное на оптическое изображение телескопа Keck-I, полученное в ходе отдельного исследования в 2004 году. Последний показывает планету примерно в той же ориентации, что и во время наблюдений Чандры в 2002 году.
Что могло заставить Уран испускать рентгеновские лучи? Ответ: в основном Солнце. Астрономы заметили, что и Юпитер, и Сатурн рассеивают рентгеновское излучение, испускаемое Солнцем, подобно тому, как атмосфера Земли рассеивает свет Солнца. Хотя авторы нового исследования Урана изначально ожидали, что большая часть обнаруженных рентгеновских лучей также будет результатом рассеяния, есть заманчивые намеки на то, что присутствует по крайней мере еще один источник рентгеновских лучей. Если дальнейшие наблюдения подтвердят - это может иметь интригующие последствия для понимания Урана.
Одна из возможностей заключается в том, что кольца Урана сами излучают рентгеновские лучи, как в случае с кольцами Сатурна. Уран окружен заряженными частицами, такими как электроны и протоны, в ближайшем космическом пространстве. Если эти частицы, с высокой энергией, столкнутся с кольцами, то они могут заставить кольца светиться в рентгеновском диапазоне. Другая возможность заключается в том, что по крайней мере часть рентгеновских лучей исходит от полярных сияний на Уране, явления, которое ранее наблюдалось на этой планете на других длинах волн.
На Земле мы можем видеть красочные световые представления в небе, называемые полярными сияниями, которые происходят, когда частицы высокой энергии взаимодействуют с атмосферой. Рентгеновские лучи испускаются при полярных сияниях Земли, создаваемых электронами с высокой энергией, после того, как они проходят по линиям магнитного поля планеты к ее полюсам и замедляются атмосферой. У Юпитера тоже есть полярные сияния. Рентгеновские лучи от полярных сияний на Юпитере поступают из двух источников: электронов, движущихся по силовым линиям магнитного поля, как на Земле, и положительно заряженных атомов и молекул, падающих в полярные области Юпитера. Однако ученые менее уверены в том, что вызывает полярные сияния на Уране. Наблюдения Чандры могут помочь разгадать эту загадку.
Уран - особенно интересная цель для рентгеновских наблюдений из-за необычной ориентации его оси вращения и магнитного поля. В то время как оси вращения и магнитного поля других планет Солнечной системы почти перпендикулярны плоскости их орбиты, ось вращения Урана почти параллельна его пути вокруг Солнца. Кроме того, хотя Уран наклонен на бок, его магнитное поле наклонено на другую величину и смещено от центра планеты. Это может сделать его полярные сияния необычно сложными и изменчивыми. Определение источников рентгеновского излучения с Урана может помочь астрономам лучше понять, как более экзотические объекты в космосе, такие как растущие черные дыры и нейтронные звезды, испускают рентгеновские лучи.
Источник:
https://www.nasa.gov/mission_pages/chandra/images/first-x-rays-from-uranus-discovered.html