NASA：科學家首次發現來自天王星的X射線

天文學家首次探測到了天王星的X射線，這一結果可能有助於科學家了解太陽系中這個神祕的冰巨行星，並幫助天文學家更好地理解太空中越來越多的奇異物體，例如正在壯大的黑洞等。（NASA）

【大紀元2021年04月19日訊】（大紀元記者茱麗葉編譯報導）天文學家首次使用美國國家航空航天局（NASA）的錢德拉X射線天文台（Chandra X-ray Observatory）第一次探測到了天王星的X射線，這一結果可能有助於科學家了解太陽系中這個神祕的冰巨行星（ ice giant planet），並幫助天文學家更好地理解太空中越來越多的奇異物體，例如正在壯大的黑洞等，它們是如何發射X射線的。

太陽系共九大行星，天王星是太陽的第七顆行星，在它的赤道周圍有兩套環，天王星的直徑是地球直徑的四倍，它在側面旋轉，使其不同於太陽系中的所有其它行星。

據美國國家航空航天局報導，由於旅行者2號*（Voyager 2 ）是有史以來唯一造訪天王星的航天器，因此天文學家目前只能依靠距離地球更近的望遠鏡（例如錢德拉和哈勃太空望遠鏡，而非旅行者2號）來了解這個幾乎完全由氫和氦組成的遙遠而寒冷的星球。

研究人員於2002年在天王星上使用錢德拉觀測進行觀測，發現可以清楚地檢測到X射線，並且在多年後的2017年的再次觀測中獲得15處中可能會出現X射線的耀斑。

本文圖片顯示了2002年天王星的錢德拉X射線圖像（粉紅色）與2004年另一項研究中獲得的凱克（Keck-I）望遠鏡的光學圖像疊加的結果，在2002年的錢德拉觀測中，後者顯示的行星的方向與原先的方向大致相同。

是什麼導致天王星發出X射線的？天文學家給出的答案是「太陽」。

天文學家已經觀察到木星和土星都會散射太陽散發出的X射線光，這與地球大氣層散射太陽光的方式相似。雖然對天王星最新研究的作者最初預期，檢測到的大多數X射線也可能來自（太陽光X射線光的）散射，但至少還存在另外一種X射線源，如果進一步的觀察證實了研究人員的這一猜測，可能會對了解神祕的天王星有所幫助。

還有一種可能性是天王星的環自身就會產生X射線，土星的環就是這種情況。天王星在其附近的太空環境中被帶電的粒子包圍，例如電子和質子，如果這些高能粒子與天王星的環相互碰撞，則可能導致環在X射線中發光。

另一種可能性是，至少有部分X射線來自天王星上的極光，這種現象以前曾在該行星上以其它波長觀測到過。

在地球上，我們可以看到天空中被稱作「極光」的絢麗多彩的光芒，這種光通常在高能粒子與大氣層的相互作用時產生，X射線在地球的極光中發出，是由高能電子沿著行星的磁力線傳播到它的極點並被大氣層減速後產生的。

木星也有極光，木星上極光的X射線有兩個來源：電子沿著磁場線行進，以及帶正電的原子和分子在木星的極區散射，但科學家們對是何種原因導致天王星上產生極光卻缺乏認知，錢德拉的觀察結果可能有助於揭開這一謎團。

天文學家對通過X射線觀察天王星表現出了極大的興趣，因為它的自旋軸和磁場方向與其它行星相比異常。

太陽系的其它行星的旋轉軸和磁場軸幾乎垂直於其軌道平面，而天王星的旋轉軸幾乎平行於它圍繞太陽的路徑。此外，當天王星向它自身的側面傾斜時，其磁場也會傾斜出不同的強度，並偏離行星的中央，這導致它的極光變得異常複雜和多變。

如果可以確定來自天王星的X射線源，就可以幫助天文學家更好地理解太空中越來越多的奇異物體（例如正在壯大的黑洞和中子星）它們是如何發射X射線的。

對該項研究結果進行撰著的作者分別為來自美國、英國、法國以及中國的天文學家，論文發表於最新一期的《地球物理研究雜志（Journal of Geophysical Research）》上，並可通過在線閱讀。

*編者按：旅行者2號是一艘於1977年8月20日發射的美國國家航空航天局（NASA）無人星際太空船，截至2020年依然正常運作，是有史以來運作時間最久的太空探測器，它是第一艘造訪天王星和海王星的太空船。

責任編輯：韓玉