Zum ersten Mal haben Wissenschaftler Röntgenstrahlen entdeckt, die von Uranus ausgehen

Rosafarbenes Röntgenlicht in den Daten von 2002. (NASA/CXO/UCL/W. Dunn et al; W.M. Keck Observatory)

Jeder Planet im Sonnensystem hat seine Eigenheiten, aber Uranus ist wirklich einzigartig.

Das ist nicht nur so seitwärts gekippt seine Rotationsachse ist also praktisch parallel zu seiner Orbitalebene, ihm riecht schrecklich , es ist leckt überall , sein Magnetfeld ist ein völliges Durcheinander, und es hat Ringe wie alle anderen Planetenringe im Sonnensystem.

Aber warten Sie, es gibt noch mehr. Vor etwa 20 Jahren richteten Astronomen ihre Instrumente darauf, Röntgenemissionen von Saturn, Uranus und Neptun zu erfassen. Im Gegensatz zu allen anderen Planeten vor ihm war auf Uranus kein einziger Blitz zu sehen.



Jetzt haben wir zum ersten Mal Röntgenstrahlen entdeckt, die von der seltsamsten Kugel des Sonnensystems ausgehen, und es ist nicht ganz klar, woher sie kommen oder was sie bedeuten.

Beobachtungen und Entdeckungen über Uranus – und auch Neptun – sind im Vergleich zum Rest des Sonnensystems ziemlich schwierig. Diese beiden Planeten sind wirklich weit entfernt und nur wenige Sonden haben sich jemals in ihre eisige Nachbarschaft gewagt.

Im Allgemeinen verlassen wir uns auf Teleskope in der Nähe unserer Heimat, um sie zu testen – Teleskope, die es sind Optimiert für die Betrachtung von Dingen, die viel weiter entfernt sind als Uranus oder Neptun, daher können die Details an den Rändern etwas unscharf sein.

Die neue Entdeckung basiert auf Beobachtungen mit dem Chandra-Röntgenobservatorium, einem Weltraumteleskop im Orbit um die Erde. Die erste Reihe von Beobachtungen wurde im Jahr 2002 gemacht, dann zwei weitere im Jahr 2017. Als ein Team von Astrophysikern unter der Leitung von William Dunn vom University College London im Vereinigten Königreich sich schließlich daran machte, die Beobachtungsdaten von 2002 zu analysieren, fanden sie klare Beweise für X- Strahlen von Uranus.

Die Beobachtung von 2017. ( NASA/CXO/University College London/W. Dunn et al; W.M. Keck Observatory)

Dass Uranus Röntgenstrahlen aussendet, ist nicht allzu überraschend; Es wurde festgestellt, dass Röntgenstrahlung von vielen Körpern des Sonnensystems ausgeht, darunter Kometen, Venus , Erde, Mars , Saturn, Pluto, Jupiter und sogar einige der Jupitermonde. Angesichts der Schwierigkeiten, die die Erforschung des fernen Planeten mit sich bringt, ist es auch nicht verwunderlich, dass wir sie bisher nicht entdeckt haben.

Das Seltsame daran ist, dass wir nicht das vollständige Bild davon kennen, wie Uranus Röntgenstrahlen aussendet.

Es gibt einige Optionen. Der größte Teil der Röntgenstrahlung im Sonnensystem stammt (offensichtlich) von der Sonne, die bekanntermaßen gestreut wird, wenn sie auf die Wolken von Jupiter und Saturn trifft. Dies geschieht wahrscheinlich auch auf Uranus, obwohl die Berechnungen des Teams auf mehr Röntgenphotonen hinweisen, als dieser Prozess erklären könnte.

Basierend auf anderen Objekten im Sonnensystem haben wir einige Hinweise darauf, was die mögliche Quelle dieses Überschusses sein könnte. Die Saturnringe sind ein solches Beispiel. Es ist bekannt, dass es in Röntgenstrahlen fluoresziert erzeugt durch energiereiche Teilchen, die mit Sauerstoffatomen in den Ringen interagieren.

Obwohl die Ringe von Uranus weniger auffällig sind als die von Saturn, haben Strahlungsgürtelstudien eine höhere Intensität energiereicher Elektronen um Uranus herum festgestellt. Wenn diese mit Atomen in den Ringen interagieren würden, könnten sie eine ähnliche Röntgenfluoreszenz erzeugen.

Ein weiterer Prozess, der im Sonnensystem Röntgenstrahlen erzeugt, ist Aurora. Diese entstehen, wenn energiereiche Teilchen mit einer Planetenatmosphäre interagieren. Auf der Erde erzeugt dies ein atemberaubendes Schauspiel aus tanzendem grünem Licht am Himmel, aber es ist bekannt, dass sie auch auf anderen Planeten auftreten; Jupiter , Mars , Saturn und sogar Kometen kann Polarlichter haben.

In den meisten Fällen spielt ein Magnetfeld eine Rolle bei der Entstehung von Polarlichtern; Die Partikel werden entlang magnetischer Feldlinien beschleunigt, bevor sie sich in der Atmosphäre ablagern.

Es ist möglich, dass auf Uranus ein ähnlicher Prozess stattfindet, der in der oberen Atmosphäre Polarlichter erzeugt. Wenn ja, liegt das daran, dass das Magnetfeld von Uranus ein solches ist außeraxiales Durcheinander , könnten diese Polarlichter weitaus komplexer sein als alle, die wir jemals im Sonnensystem beobachtet haben.

Längere Chandra-Beobachtungen in der Zukunft könnten Wissenschaftlern dabei helfen, die Orte der Röntgenemissionen rund um Uranus zu kartieren und so herauszufinden, was sie verursacht. Detailliertere Beobachtungen, die Schwankungen der Emission charakterisieren könnten, sind mit unserer aktuellen Instrumentengeneration jedoch nicht möglich.

Zukünftige Observatorien wie die der ESA Athene , oder die der NASA Luchs , wird uns besser sagen können, was zum Teufel los ist. Das könnte uns nicht nur dabei helfen, die Atmosphäre und das Magnetfeld von Uranus besser zu verstehen, sondern auch ein tieferes Verständnis der Röntgenquellen im gesamten Universum zu erlangen.

Die Forschung des Teams wurde in veröffentlicht JGR Weltraumphysik .

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