С помощью телескопа «Чандра» впервые зафиксированы рентгеновские лучи Урана

Астрономы впервые обнаружили рентгеновское излучение Урана с помощью космического телескопа NASA «Чандра» (запущен ещё в 1999 году с помощью шаттла «Колумбия»). Этот результат может помочь учёным узнать больше о загадочной гигантской ледяной планете в нашей Солнечной системе.

Уран является седьмой по удалённости от Солнца планетой и имеет два набора колец вокруг своего экватора. Ось вращения этого небесного тела, диаметр которого в четыре раза больше Земли, лежит как бы «на боку» относительно плоскости обращения этой планеты вокруг Солнца — это делает его отличным от всех других планет Солнечной системы. «Вояджер-2» был единственным космическим аппаратом, когда-либо подлетавшим относительно близко к Урану. Поэтому астрономы, желая узнать об этой далёкой и холодной планете, состоящей преимущественно из водорода и гелия, в настоящее время вынуждены полагаться на телескопы, расположенные гораздо ближе к Земле — например, «Чандру» или «Хаббл».

В новом исследовании учёные использовали наблюдения «Чандры», сделанные в 2002 и 2017 годах. Они обнаружили чёткую фиксацию рентгеновских лучей в первом наблюдении, только недавно проанализированном, и предположительную вспышку рентгеновских лучей в снимках, которые были получены пятнадцать лет спустя. На приведённом изображении зафиксировано рентгеновское изображение Урана с «Чандры» 2002 года (фиолетовый цвет), наложенное на оптическое изображение с земного телескопа «Кек I», полученное в 2004 году. Последнее показывает планету примерно в той же ориентации, что и во время наблюдений «Чандры» в 2002 году.

Что могло заставить Уран испускать рентгеновские лучи? Астрономы считают, что причина — в Солнце. Они наблюдали, что и Юпитер, и Сатурн рассеивают рентгеновское излучение, испускаемое Солнцем, подобно тому, как атмосфера Земли рассеивает Солнечный свет. Хотя авторы нового исследования Урана изначально ожидали, что большая часть обнаруженных рентгеновских лучей — результат рассеяния, есть поводы считать, что есть, по меньшей мере, ещё один источник рентгеновских лучей. Если дальнейшие наблюдения подтвердят теорию, это может изменить некоторые представления об Уране.

Одна из возможных причин — в том, что кольца Урана сами производят рентгеновские лучи, как это происходит с кольцами Сатурна. Уран в его близлежащей космической среде окружён заряженными частицами, такими как электроны и протоны. При столкновении этих частиц с кольцами они могут заставить последние светиться в рентгеновском спектре. Другая причина может состоять в том, что, по крайней мере, часть рентгеновских лучей исходит от полярных сияний на Уране — явление, которое ранее наблюдалось на этой планете на других длинах волн.

Уран является интересной целью рентгеновских наблюдений из-за необычной ориентации его оси вращения и магнитного поля. В то время как оси вращения и магнитные поля других планет Солнечной системы почти перпендикулярны плоскости орбиты, ось Урана едва ли не параллельна траектории вращения вокруг Солнца. Кроме того, в то время как Уран «наклонен на бок», его магнитное поле наклонено иначе и смещено от центра планеты. Это может делать полярные сияния необычайно сложными и изменчивыми. Определение источников рентгеновского излучения от Урана может помочь астрономам лучше понять, как более экзотические космические объекты в космосе вроде черных дыр и нейтронных звёзд испускают рентгеновские лучи.