Descoberts els primers raigs X d'Urà

Clic per engrandir. Imatge d'Urà. Crèdit: Iamteg raig X: NASA/CXO/University College
London/W. Dunn et al; Imatge óptica: W.M. Keck Observatory.

Els astrònoms han detectat per primera vegada raigs X procedents d'Urà, gràcies a l'Observatori de raigs X Chandra de la NASA. Aquest resultat pot ajudar els científics a conèixer millor aquest enigmàtic planeta gegant de gel del nostre sistema solar. 

Urà és el setè planeta des del Sol i té dos conjunts d'anells al voltant del seu equador. El planeta, que té un diàmetre quatre vegades superior al de la Terra, gira sobre el seu costat, el que el fa diferent de tots els altres planetes del sistema solar. Atès que la Voyager 2 va ser l'única nau espacial que va passar per Urà, els astrònoms depenen actualment de telescopis molt més propers a la Terra, com el Chandra i el telescopi espacial Hubble, per conèixer aquest planeta distant i fred que està compost gairebé del tot d'hidrogen i heli. 

En un nou estudi, els investigadors van utilitzar observacions preses del Chandra d'Urà el 2002 i després de nou el 2017. Van observar una clara detecció de raigs X a la primera observació, acabada d'analitzar, i un possible brot de raigs X en les obtingudes quinze anys després. El gràfic principal mostra una imatge de raigs X del Chandra del 2002 (en rosa) superposada a una imatge òptica del telescopi Keck-I obtinguda en un altre estudi el 2004. Aquesta última mostra el planeta aproximadament amb la mateixa orientació que tenia durant les observacions de Chandra del 2002. 

Quina és la causa que Urà emeti raigs X? Resposta: principalment el Sol. Els astrònoms han observat que tant Júpiter com Saturn dispersen la llum dels raigs X emesa pel Sol, de manera similar a com l'atmosfera de la Terra dispersa la llum del Sol. Encara que els autors del nou estudi sobre Urà esperaven inicialment que la major part dels raigs X detectats també procedissin de la dispersió, hi ha indicis temptadors que hi ha almenys una altra font de raigs X. Si altres observacions ho confirmen, podria tenir implicacions interessants per a la comprensió d'Urà. 

Una possibilitat és que els anells d'Urà produeixin ells mateixos raigs X, com passa amb els anells de Saturn. Urà està envoltat de partícules carregades, com electrons i protons en el seu entorn espacial proper. Si aquestes partícules energètiques col·lisionen amb els anells, podrien fer que aquests brillessin amb raigs X. Una altra possibilitat és que al menys part dels raigs X procedeixin de les aurores d'Urà, un fenomen que ja s'ha observat anteriorment en aquest planeta en altres longituds d'ona. 

Clic per engrandir. D'esquerra a dreta: Aurores a la Terra (l'oval auroral del sud es
veu sobre l'Antàrtida). Júpiter i Saturn, en ambdós casos, els anells de l'aurora
permanent estan centrats en els pols magnètics dels seus planetes, que no estan
massa lluny dels pols geogràfics, a diferència d'Urà, que està cap per avall. Crèdit: NASA

A la Terra, podem veure espectacles de llum de colors al cel anomenades aurores, que es produeixen quan les partícules d'alta energia interactuen amb l'atmosfera. A les aurores terrestres s'emeten raigs X, produïts per electrons energètics després de viatjar per les línies de camp magnètic del planeta cap als seus pols i ser frenats per l'atmosfera. Júpiter també té aurores. Els raigs X de les aurores de Júpiter procedeixen de dues fonts: els electrons que viatgen per les línies de camp magnètic, com a la Terra, i els àtoms i molècules carregats positivament que plouen a les regions polars de Júpiter. No obstant això, els científics estan menys segurs del que causa les aurores a Urà. Les observacions de Chandra poden ajudar a resoldre aquest misteri. 

Urà és un objectiu especialment interessant per a les observacions de raigs X a causa de les inusuals orientacions del seu eix de rotació i el seu camp magnètic. Mentre que els eixos de rotació i del camp magnètic dels altres planetes de sistema solar són gairebé perpendiculars al plànol de la seva òrbita, l'eix de rotació d'Urà és gairebé paral·lel a la seva trajectòria al voltant de el Sol. A més, mentre Urà està inclinat sobre el seu costat, el seu camp magnètic està inclinat de forma diferent, desplaçat del centre del planeta. Això pot fer que les seve aurores siguin inusualment complexes i variables. La determinació de les fonts dels raigs X d'Urà podria ajudar als astrònoms a comprendre millor com emeten raigs X altres objectes exòtics de l'espai, com els forats negres en creixement i les estrelles de neutrons.

Un article que descriu aquests resultats apareix en el nombre més recent del Journal of Geophysical Research i està disponible en línia. Els autors són William Dunn (University College London, Regne Unit), Jan-Uwe Ness (Universitat de Marsella, França), Laurent Lamy (Observatori de París, França), Grant Tremblay (Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian), Graziella Branduardi-Raymont (University College London), Bradford Snios (CfA), Ralph Kraft (CfA), Z. Yao (Acadèmia Xinesa de les Ciències, Pequín), Affelia Wibisono (University College London).

El Centre de Vol Espacial Marshall de la NASA gestiona el programa Chandra. El Centre de Raigs X Chandra del Smithsonian Astrophysical Observatory controla la ciència des de Cambridge, i les operacions de vol des de Burlington, també a Massachusetts. 

 Ho he vist aquí.