簡介：科學家在天王星上觀察到了神秘的X射線?？茖W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(fā)出的X射線。或者也可能是天王星周圍細小的塵埃環(huán)通過某種未知的過程產(chǎn)生了自己的輻射。

天王星的藍色身軀發(fā)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(fā)射出神秘的X射線耀斑。

這是怎么一回事？NASA的科學家認為，天王星質(zhì)量非常之大，只能散射數(shù)十億英里之外太陽發(fā)射的X射線；或許，那些環(huán)繞在天王星的塵埃細環(huán)通過某些尚不了解的過程發(fā)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(xiàn)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，由于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于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》雜志在今年3月31日發(fā)布的一項新研究，報道了天文學家對NASA錢德拉X射線實驗室關于天王星的一些檔案觀察進行的研究，這是一個位于環(huán)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(jù)NASA的報道，當物質(zhì)被加熱到若百萬度的時候，就會發(fā)射X射線，就像恒星爆炸，或者像物質(zhì)以光速在黑洞周邊環(huán)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(fā)現(xiàn)發(fā)射X射線；大部分的狀況是：太陽發(fā)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(xiàn)，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(shù)據(jù)，并看到這兩年都有X射線發(fā)射的明顯證據(jù)；研究者寫道，這些發(fā)射中的若干次發(fā)射與散射回太空中的太陽發(fā)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，這里天王星釋放的亮度比轉(zhuǎn)一天的亮度高出四倍。

研究人員認為，“這或許暗示著除了太陽發(fā)射了X射線，天王星上也額外發(fā)射了X射線”。

天王星也能發(fā)射X射線的背后隱藏著什么樣的神秘？一個可能的原因在于那些天王星的繞環(huán)。研究人員認為，天王星周圍的環(huán)境充滿了帶電粒子，如質(zhì)子與電子，這些粒子可能撞擊那些天王星的繞環(huán)，產(chǎn)生X射線。同組研究人員還寫道：類似的現(xiàn)象在土星環(huán)上已經(jīng)被觀察到。

這些X射線也或許是某些極光過程的后果，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(fā)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(fā)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(nèi)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(zhì)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（Ο?ραν??），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，但由于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(fā)現(xiàn)天王星，從而在太陽系的現(xiàn)代史上首度擴展已知的界限。這也是第一顆使用望遠鏡發(fā)現(xiàn)的行星。

天王星和海王星的內(nèi)部和大氣構成不同于更巨大的氣體巨星－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(nèi)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復雜的云層結構，水在最低的云層內(nèi)，而甲烷組成最高處的云層。[8]相比較而言，天王星的內(nèi)部則是由冰和巖石所構成。[7]

如同其他的巨行星，天王星也有環(huán)系統(tǒng)、磁層和許多衛(wèi)星。天王星的環(huán)系統(tǒng)在行星中非常獨特，因為它的自轉(zhuǎn)軸斜向一邊，幾乎就躺在公轉(zhuǎn)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(huán)像是環(huán)繞著標靶的圓環(huán)，它的衛(wèi)星則像環(huán)繞著鐘的指針（雖然在2007年與2008年該環(huán)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(xiàn)像在其他巨行星所擁有的云彩或風暴。[13]然而，近年內(nèi)，隨著天王星接近晝夜平分點，地球上的觀測者發(fā)現(xiàn)天王星有季節(jié)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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