Grazie a Chandra X-ray Observatory della NASA, gli astronomi hanno rilevato raggi X provenienti da Urano, rivelando qualcosa precedentemente sconosciuta di questo maestoso gigante di ghiaccio. La nuova scoperta, pubblicata su JGR: Physics (potete leggere l'articolo scientifico a questo link), dice che le emissioni di raggi X sono state rilevate su tutti i pianeti del sistema solare tranne Nettuno. Inoltre, la scoperta potrebbe fornire nuove informazioni su oggetti che emettono raggi X più distanti, inclusi buchi neri, supernove, quasar e stelle di neutroni. Il nuovo studio è stato guidato dall'astronomo William Dunn dell'University College di Londra.
Composto principalmente da idrogeno ed elio, Urano mostra due serie di anelli, entrambi in orbita sopra il suo equatore. Il pianeta è un po' strano poiché ruota su un lato rispetto al piano del sistema solare (nessun altro pianeta lo fa), quindi mostrando al sole solamente un polo. La sonda spaziale Voyager 2 della NASA ha visitato Urano per un breve periodo nel 1986, quindi a parte questo, gli astronomi hanno fatto affidamento sui telescopi, come Chandra e Hubble, per studiare il settimo pianeta dal Sole.
William Dunn, insieme alla fisica Affelia Wibisono, studentessa di dottorato presso l'UCL e coautore dello studio, ha scoperto le prove delle emissioni di raggi X di Urano nei dati di Chandra raccolti nel 2002 e nel 2017. I dati del 2002 sono stati raccolti dal Chandra Advanced CCD Imaging Spectrometer, mentre i dati del 2017 provenivano dalla High Resolution Camera di Chandra, oltre alle osservazioni ottiche. I segnali osservati sono molto deboli, ma ci sono. Con i raggi X confermati su Urano, la sfida ora è determinarne la causa.
"Ci sono tre modi principali in cui un pianeta può produrre raggi X: fluorescenza, diffusione dei raggi X solari ed emissioni aurorali", ha spiegato Wibisono in un articolo che ha scritto per il sito web di Chandra. Urano, come molti altri oggetti del sistema solare, comprese le comete, le lune e persino il pianeta nano Plutone, sta probabilmente diffondendo i raggi X ricevuti dal Sole. Ma questa non sembra essere l'unica fonte di raggi X su Urano. Come sottolinea Wibisono, "i nostri calcoli suggeriscono che Urano stava producendo più raggi X di quanto avrebbe dovuto se il pianeta stesse diffondendo solo quelli del Sole".
Gli autori hanno proposto due diverse teorie per spiegare le emissioni: una possibilità è che gli anelli di Urano stiano producendo raggi X, in modo simile a ciò che sta accadendo con gli anelli intorno a Saturno. Questo processo, noto come fluorescenza, si verifica quando particelle con cariche energetiche, come elettroni e protoni, entrano in collisione con gli anelli, facendoli brillare ai raggi X. Un'altra possibilità è che i raggi X siano prodotti dalle aurore di Urano, come spiega la NASA in una dichiarazione.
Sulla Terra, possiamo vedere spettacoli di luce colorati nel cielo chiamati aurore, che si verificano quando particelle ad alta energia interagiscono con l'atmosfera. I raggi X vengono emessi nelle aurore terrestri, prodotti da elettroni energetici dopo che viaggiano lungo le linee del campo magnetico del pianeta, fino ai suoi poli e sono rallentati dall'atmosfera. Anche Giove ha le aurore. I raggi X delle aurore su Giove provengono da due sorgenti: elettroni che viaggiano lungo le linee del campo magnetico, come sulla Terra, e atomi e molecole caricati positivamente che piovono nelle regioni polari di Giove.
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Il problema è che la causa delle aurore su Urano è ancora poco conosciuta, quindi gran parte di quanto detto rimane un'ipotesi. Ulteriori "osservazioni di Urano da Chandra e altri telescopi sono necessarie prima di poter dare una risposta definitiva", ammette Wibisono. Urano è un affascinante oggetto per studiare vari aspetti dei pianeti da noi piùlontani, e questo è dovuto al suo insolito asse di rotazione e al suo campo magnetico instabile. Con la sua strana inclinazione, gli astronomi possono vedere Urano con un angolo irregolare e, grazie al suo campo magnetico, che è anche stranamente inclinato, gli astronomi potrebbero eventualmente trovare una connessione con le complesse e variabili aurore del pianeta. C'è ancora molto da imparare su questo strano e meraviglioso gigante di ghiaccio.
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