神秘的X射線耀斑從天王星上發出 – 天王星總是充滿了奇蹟

簡介：科學家在天王星上觀察到了神秘的X射線。科學家認為這可能是因為天文學能夠散射超過十億英里之外的太陽發出的X射線。或者也可能是天王星周圍細小的塵埃環通過某種未知的過程產生了自己的輻射。

天王星的藍色身軀發出X射線耀斑（粉色）。（圖片提供：NASA/英國倫敦大學學院/伍.丟恩等）

天文學家首次探測到天王星發射出神秘的X射線耀斑。

這是怎麼一回事？NASA的科學家認為，天王星質量非常之大，只能散射數十億英里之外太陽發射的X射線；或許，那些環繞在天王星的塵埃細環通過某些尚不了解的過程發射自己的輻射。然而可以肯定的是，我們需要對天王星的這一現象做深入的研究。

天王星上寒冷、多風，幾乎全部都是冰與氣的構成。即使如此，由於它的直徑大約是地球的四倍，如此巨大的體量對天王星進行的研究很難進入深度層次。只有宇航飛船NASA的旅行者2號對它做過危險的旅行，這就限制了科學家對它的觀察主要是依賴位於距離地球更近的望遠鏡對其觀測、研究這顆冰巨星。

《JCR空間物理學》雜誌在今年3月31日發佈的一項新研究，報道了天文學家對NASA錢德拉X射線實驗室關於天王星的一些檔案觀察進行的研究，這是一個位於環繞軌道上的望遠鏡，可以在宇宙中搜索，以探索X射線輻射之源。

根據NASA的報道，當物質被加熱到若百萬度的時候，就會發射X射線，就像恆星爆炸，或者像物質以光速在黑洞周邊環繞時的行為。最近，太陽系中除了天王星與冥王星的其他星球都發現發射X射線；大部分的狀況是：太陽發射的X射線撞擊星球大氣層的原子，這些輻射也就相應出現，這些輻射光也被散射回太空。

在這項研究中，研究人員分析了2002年與2017年錢德拉的數據，並看到這兩年都有X射線發射的明顯證據；研究者寫道，這些發射中的若干次發射與散射回太空中的太陽發射的X射線具有一致的亮度。只是，在2017年的觀測中，研究人員還探測到一次或許是X射線的耀斑，這裡天王星釋放的亮度比轉一天的亮度高出四倍。

研究人員認為，「這或許暗示着除了太陽發射了X射線，天王星上也額外發射了X射線」。

天王星也能發射X射線的背後隱藏着什麼樣的神秘？一個可能的原因在於那些天王星的繞環。研究人員認為，天王星周圍的環境充滿了帶電粒子，如質子與電子，這些粒子可能撞擊那些天王星的繞環，產生X射線。同組研究人員還寫道：類似的現象在土星環上已經被觀察到。

這些X射線也或許是某些極光過程的後果，在這樣的極光過程中，來自太陽的帶電粒子撞擊天王星的磁場線，引起了明顯的發光。然而，需要進一步的研究以充實這一假說。至今，天王星上多次發射的X射線仍舊那樣神秘！

相關知識

天王星是從太陽系由內向外的第七顆行星，其體積在太陽系排名第三（比海王星大），質量排名第四（比海王星輕）。其英文名稱Uranus來自古希臘神話的天空之神烏拉諾斯（Οὐρανός），是克洛諾斯的父親，宙斯的祖父。與在古代就為人們所知的五顆行星（水星、金星、火星、木星、土星）相比，天王星的亮度也是肉眼可見的，但由於較為黯淡以及緩慢的繞行速度而未被古代的觀測者認定為一顆行星。[12]直到1781年3月13日，威廉·赫歇耳爵士宣布發現天王星，從而在太陽系的現代史上首度擴展已知的界限。這也是第一顆使用望遠鏡發現的行星。

天王星和海王星的內部和大氣構成不同於更巨大的氣體巨星－木星和土星。同樣的，天文學家設立不同的「冰巨行星」分類來安置它們。天王星大氣的主要成分是氫和氦，還包含較高比例的由水、氨、甲烷等結成的「冰」，與可以探測到的碳氫化合物。天王星是太陽系內大氣層最冷的行星，最低溫度只有49K（−224℃）。其外部的大氣層具有複雜的雲層結構，水在最低的雲層內，而甲烷組成最高處的雲層。[8]相比較而言，天王星的內部則是由冰和岩石所構成。[7]

如同其他的巨行星，天王星也有環系統、磁層和許多衛星。天王星的環系統在行星中非常獨特，因為它的自轉軸斜向一邊，幾乎就躺在公轉太陽的軌道平面上，因而南極和北極也躺在其他行星的赤道位置上。[13]從地球看，天王星的環像是環繞着標靶的圓環，它的衛星則像環繞着鍾的指針（雖然在2007年與2008年該環看來近乎水平）。在1986年，來自太空探測器旅行者2號的影像資料顯示天王星實際上是一顆平平無奇的行星，在其可見光的影像中沒有出現像在其他巨行星所擁有的雲彩或風暴。[13]然而，近年內，隨着天王星接近晝夜平分點，地球上的觀測者發現天王星有季節變化的跡象和漸增的天氣活動。天王星上的風速可以達到每秒250米。[14]

在西方文化中，天王星是太陽系中唯一以希臘神祇命名的行星，其他行星都依照羅馬神祇命名。

BY: Brandon Specktor

FY: 周洪波

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