Al igual que Júpiter y Saturno, Urano y sus anillos parecen producir principalmente rayos X al dispersar los rayos X solares, pero algunos también pueden provenir de las auroras. Observaciones realizadas por el observatorio Chandra entre 2002 y 2017 descubrieron los primeros rayos-x del planeta.
Imagen compuesta de HRC de 2017 (Crédito: X-ray: NASA/CXO/University College London/W. Dunn et al; Óptico: Observatorio WM Keck)
¿Qué podría causar que Urano emita rayos X? La respuesta: principalmente el Sol. Los astrónomos han observado que tanto Júpiter como Saturno dispersan la luz de rayos X emitida por el Sol, de manera similar a como la atmósfera de la Tierra dispersa la luz del Sol. Si bien los autores del nuevo estudio de Urano inicialmente esperaban que la mayoría de los rayos X detectados también provendrían de la dispersión, hay indicios tentadores de que al menos otra fuente de rayos X está presente. Si más observaciones confirman esto, podría tener implicaciones intrigantes para comprender a Urano.
Una posibilidad es que los anillos de Urano estén produciendo rayos X, como es el caso de los anillos de Saturno. Urano está rodeado de partículas cargadas como electrones y protones en su entorno espacial cercano. Si estas partículas energéticas chocan con los anillos, podrían hacer que los anillos brillen en rayos X. Otra posibilidad es que al menos algunos de los rayos X provengan de las auroras de Urano, un fenómeno que se ha observado previamente en este planeta en otras longitudes de onda.
En la Tierra, podemos ver espectáculos de luces de colores en el cielo llamados auroras, que ocurren cuando las partículas de alta energía interactúan con la atmósfera. Los rayos X se emiten en las auroras de la Tierra, producidos por electrones energéticos después de que viajan por las líneas del campo magnético del planeta hasta sus polos y son frenados por la atmósfera. Júpiter también tiene auroras. Los rayos X de las auroras en Júpiter provienen de dos fuentes: electrones que viajan a lo largo de las líneas del campo magnético, como en la Tierra, y átomos y moléculas cargados positivamente que llueven en las regiones polares de Júpiter. Sin embargo, los científicos no están tan seguros de qué causa las auroras en Urano. Las observaciones de Chandra pueden ayudar a resolver este misterio.
Urano es un objetivo especialmente interesante para las observaciones de rayos X debido a las orientaciones inusuales de su eje de giro y su campo magnético. Mientras que los ejes de rotación y campo magnético de los otros planetas del sistema solar son casi perpendiculares al plano de su órbita, el eje de rotación de Urano es casi paralelo a su trayectoria alrededor del Sol. Además, mientras que Urano está inclinado de lado, su campo magnético está inclinado en una cantidad diferente y desplazado del centro del planeta. Esto puede causar que sus auroras sean inusualmente complejas y variables. Determinar las fuentes de los rayos X de Urano podría ayudar a los astrónomos a comprender mejor cómo los objetos más exóticos en el espacio, como los agujeros negros en crecimiento y las estrellas de neutrones, emiten rayos X.
Un artículo que describe estos resultados aparece en la edición más reciente del Journal of Geophysical Research y está disponible en línea. Los autores son William Dunn (University College London, Reino Unido), Jan-Uwe Ness (Universidad de Marsella, Francia), Laurent Lamy (Observatorio de París, Francia), Grant Tremblay (Centro de Astrofísica | Harvard & Smithsonian), Graziella Branduardi- Raymont (University College London), Bradford Snios (CfA), Ralph Kraft (CfA), Z. Yao (Academia China de Ciencias, Beijing), Affelia Wibisono (University College London).
El Centro de Vuelo Espacial Marshall de la NASA administra el programa Chandra. El Centro de rayos X Chandra del Observatorio Astrofísico Smithsonian controla la ciencia desde Cambridge, Massachusetts, y las operaciones de vuelo desde Burlington, Massachusetts.