Астрономы впервые обнаружили рентгеновские лучи, испускаемые Ураном — газовым гигантом, наклон оси вращения которого составляет практически 98 градусов к орбитальной плоскости.
Рентгеновские лучи Урана / © NASA/CXO/University College London/W. Dunn et al; Optical: W.M. Keck Observatory
Многие объекты Солнечной системы испускают рентгеновские лучи — от Венеры до Сатурна до спутников Юпитера. До сих пор в этом списке отсутствовали только малоизученные ледяные гиганты — Уран и Нептун. И недавно коллективу ученых из Великобритании, Китая, США и Франции удалось впервые обнаружить рентгеновское свечение Урана: это стало возможно благодаря космической обсерватории «Чандра».
Уран — седьмая по удаленности от светила планета, имеет два набора колец вокруг экватора, состоит в основном из водорода и гелия и тяжелее Земли более чем в 14 раз. В отличие от других планет нашей системы, Уран вращается набок. Исследования осложняются тем, что единственным космическим аппаратом, который когда-либо пролетал мимо этого зеленовато-голубого гиганта, был зонд «Вояджер-2» в конце 1980-х. Поэтому астрономам приходится полагаться на телескопы, расположенные гораздо ближе к Земле, такие как «Чандра» и «Хаббл».
Авторы нового исследования использовали наблюдения за 2002 год, а затем за 2017-й. Благодаря первому набору данных они обнаружили четкие рентгеновские лучи, а из второго — возможную вспышку в этом диапазоне. Рентгеновское изображение от обсерватории «Чандра» (розовый цвет) наложили на оптическое изображение, полученное телескопом «Кек-1» во время еще одной серии наблюдений в 2004 году.
Почему Уран испускает рентгеновские лучи? Как объясняют астрономы, Юпитер и Сатурн рассеивают рентгеновский свет, излучаемый Солнцем, подобно тому, как это делает атмосфера Земли. Поначалу ученые думали, что большая часть обнаруженных ими рентгеновских лучей тоже будет вызвана рассеянием. Однако есть все признаки того, что присутствует как минимум еще один источник таких лучей. Вероятно, кольца седьмой планеты сами их производят, как и кольца Сатурна.
Уран окружен заряженными частицами — электронами и протонами. Если они столкнутся с кольцами, то вполне могут заставить их светиться в рентгеновском диапазоне. Другое предположение заключается в том, что часть лучей исходит от полярных сияний — явлений, которые ранее уже наблюдали на Уране, но на других длинах волн. Сияния бывают, как мы знаем, еще на Земле и Юпитере: только на газовом гиганте они происходят из двух источников — от электронов, движущихся вниз по силовым линиям магнитного поля, как на нашей планете, и от положительно заряженных атомов и молекул, падающих в полярные области.
Если разгадка в этом, то астрономам предстоит выяснить, что вызывает полярные сияния на Уране. Тот факт, что оси вращения и магнитного поля других планет Солнечной системы почти перпендикулярны плоскости их орбиты, а ось вращения Урана практически параллельна его пути вокруг Солнца и магнитное поле смещено от центра планеты, может делать полярные сияния на газовом гиганте необычно сложными и изменчивыми.
Комментарии
Мария, спасибо, интересный материал. Старушка Чандра всё ещё работает. Я ж думал, что летает просто булыжником. Когда её выводили, почему-то слабо проработали баллистическое обеспечение. А у неё низкий перигей и очень высокий апогей, порядка 150 тысяч километров. Такой высокий апогей понятно почему - у неё только точная настройка (юстировка) на объект занимает полчаса. На низкой орбите это бессмысленно - за полчаса объект заслонит Землёй. Так Чандра в околоапогейной зоне ещё и ползёт как гусеница, небось километр в секунду только. В итоге она там висит сколько надо, сутки наверху проводит. Но баллистические трабблы пришли не оттуда. Плохо проработанное баллистическое обеспечение привело к тому, что Чандра каждый раз на нисходящей и восходящей ветви проводила по три часа во внешнем радиационном поясе Ван-Аллена, пересекая его наискось. В этом поясе концентрируются высокоэнергетические протоны, захваченный магнитосферой Земли из солнечного ветра. И протоны идут в поясе плотными потоками, обрабатывая любой объект в их пучке. В итоге бомбардировки протоны стали замыкать собой полупроводники в приемных ПЗС-матрицах главной и вспомогательной камер, что стало вести к деградации этих матриц. А баллистику обращения уже не изменишь. В итоге операторы додумались закрывать вспомогательную камеру наезжающим на неё защитным кожухом при каждом прохождении пояса Ван-Аллена. Но какое-то действие протонов всё равно остаётся. Поэтому я и думал, что как научный инструмент Чандра уже ослабла. Ан нет, жива старушка. Ещё работает, добывает информацию. Добротная у амеров научная техника, ничего не скажешь.