Traducido por el equipo de SOTT.net en español

Los astrónomos han detectado por primera vez rayos X procedentes de Urano, gracias al Observatorio de rayos X Chandra de la NASA. Este resultado puede ayudar a los científicos a conocer mejor este enigmático planeta gigante de hielo de nuestro sistema solar.
Uranus X-Rays
© NASA/CXO/University College London/W. Dunn et al
Urano es el séptimo planeta desde el Sol y tiene dos conjuntos de anillos alrededor de su ecuador. El planeta, que tiene un diámetro cuatro veces superior al de la Tierra, gira sobre su costado, lo que lo hace diferente de todos los demás planetas del sistema solar. Hasta ahora Voyager 2 fue la única nave espacial que pasó por Urano, los astrónomos dependen actualmente de telescopios mucho más cercanos a la Tierra, como el Chandra y el Hubble para conocer este planeta distante y frío que está compuesto casi por completo de hidrógeno y helio.

En el nuevo estudio, los investigadores utilizaron las observaciones de Chandra tomadas en Urano en 2002 y de nuevo en 2017. Vieron una clara detección de rayos X en la primera observación, recién analizada, y un posible brote de rayos X en las obtenidas quince años después. El gráfico principal muestra una imagen de rayos X de Chandra de 2002 (en rosa) superpuesta a una imagen óptica del telescopio Keck-I obtenida en otro estudio en 2004. Esta última muestra el planeta aproximadamente con la misma orientación que tenía durante las observaciones de Chandra de 2002.

¿Qué puede hacer que Urano emita rayos X? La respuesta: principalmente el Sol. Los astrónomos han observado que tanto Júpiter como Saturno dispersan la luz de los rayos X emitida por el Sol, de forma similar a como la atmósfera de la Tierra dispersa la luz del Sol. Aunque los autores del nuevo estudio sobre Urano esperaban inicialmente que la mayor parte de los rayos X detectados también procedieran de la dispersión, hay indicios tentadores de que existe al menos otra fuente de rayos X. Si otras observaciones lo confirman, podría tener implicaciones interesantes para la comprensión de Urano.

2017 HRC Composite Image
© X-ray: NASA/CXO/University College London/W. Dunn et al; Optical: W.M. Keck Observatory
Imagen compuesta de HRC, 2017.
Una posibilidad es que los anillos de Urano produzcan ellos mismos rayos X, como ocurre con los anillos de Saturno. Urano está rodeado de partículas cargadas, como electrones y protones, en su entorno espacial cercano. Si estas partículas energéticas colisionan con los anillos, podrían hacer que éstos brillaran con rayos X. Otra posibilidad es que al menos parte de los rayos X procedan de las auroras de Urano, un fenómeno que ya se ha observado anteriormente en este planeta en otras longitudes de onda.

En la Tierra, podemos ver espectáculos de luz de colores en el cielo llamados auroras, que se producen cuando las partículas de alta energía interactúan con la atmósfera. En las auroras terrestres se emiten rayos X, producidos por electrones energéticos después de viajar por las líneas del campo magnético del planeta hacia sus polos y ser frenados por la atmósfera. Júpiter también tiene auroras. Los rayos X de las auroras de Júpiter proceden de dos fuentes: los electrones que viajan por las líneas del campo magnético, como en la Tierra, y los átomos y moléculas cargados positivamente que llueven en las regiones polares de Júpiter. Sin embargo, los científicos están menos seguros de lo que causa las auroras en Urano. Las observaciones del telescopio Chandra pueden ayudar a resolver este misterio.

Urano es un objetivo especialmente interesante para las observaciones de rayos X debido a las inusuales orientaciones de su eje de rotación y su campo magnético. Mientras que los ejes de rotación y del campo magnético de los demás 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 Urano está inclinado sobre su costado, su campo magnético está inclinado en una cantidad diferente, y desplazado del centro del planeta. Esto puede hacer que sus auroras sean inusualmente complejas y variables. Determinar las fuentes de los rayos X de Urano podría ayudar a los astrónomos a entender mejor cómo emiten rayos X otros objetos más exóticos del espacio, como los agujeros negros en crecimiento y las estrellas de neutrones.

Un artículo que describe estos resultados aparece en el número 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 (University of Marseille, France), Laurent Lamy (Paris Observatory, France), Grant Tremblay (Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian), Graziella Branduardi-Raymont (University College London), Bradford Snios (CfA), Ralph Kraft (CfA), Z. Yao (Chinese Academy of Sciences, Beijing), Affelia Wibisono (University College London).

Marshall Space Flight Center de la NASA gestiona el programa Chandra. El Chandra X-ray Center (CXC) es operado para la NASA, por el Smithsonian Astrophysical Observatory, controla la ciencia desde Cambridge Massachusetts y las operaciones de vuelo desde Burlington, Massachusetts.