神秘的X射线耀斑从天王星上发出 – 天王星总是充满了奇迹

简介：科学家在天王星上观察到了神秘的X射线。科学家认为这可能是因为天文学能够散射超过十亿英里之外的太阳发出的X射线。或者也可能是天王星周围细小的尘埃环通过某种未知的过程产生了自己的辐射。

天王星的蓝色身躯发出X射线耀斑（粉色）。（图片提供：NASA/英国伦敦大学学院/伍.丢恩等）

天文学家首次探测到天王星发射出神秘的X射线耀斑。

这是怎么一回事？NASA的科学家认为，天王星质量非常之大，只能散射数十亿英里之外太阳发射的X射线；或许，那些环绕在天王星的尘埃细环通过某些尚不了解的过程发射自己的辐射。然而可以肯定的是，我们需要对天王星的这一现象做深入的研究。

天王星上寒冷、多风，几乎全部都是冰与气的构成。即使如此，由于它的直径大约是地球的四倍，如此巨大的体量对天王星进行的研究很难进入深度层次。只有宇航飞船NASA的旅行者2号对它做过危险的旅行，这就限制了科学家对它的观察主要是依赖位于距离地球更近的望远镜对其观测、研究这颗冰巨星。

《JCR空间物理学》杂志在今年3月31日发布的一项新研究，报道了天文学家对NASA钱德拉X射线实验室关于天王星的一些档案观察进行的研究，这是一个位于环绕轨道上的望远镜，可以在宇宙中搜索，以探索X射线辐射之源。

根据NASA的报道，当物质被加热到若百万度的时候，就会发射X射线，就像恒星爆炸，或者像物质以光速在黑洞周边环绕时的行为。最近，太阳系中除了天王星与冥王星的其他星球都发现发射X射线；大部分的状况是：太阳发射的X射线撞击星球大气层的原子，这些辐射也就相应出现，这些辐射光也被散射回太空。

在这项研究中，研究人员分析了2002年与2017年钱德拉的数据，并看到这两年都有X射线发射的明显证据；研究者写道，这些发射中的若干次发射与散射回太空中的太阳发射的X射线具有一致的亮度。只是，在2017年的观测中，研究人员还探测到一次或许是X射线的耀斑，这里天王星释放的亮度比转一天的亮度高出四倍。

研究人员认为，“这或许暗示着除了太阳发射了X射线，天王星上也额外发射了X射线”。

天王星也能发射X射线的背后隐藏着什么样的神秘？一个可能的原因在于那些天王星的绕环。研究人员认为，天王星周围的环境充满了带电粒子，如质子与电子，这些粒子可能撞击那些天王星的绕环，产生X射线。同组研究人员还写道：类似的现象在土星环上已经被观察到。

这些X射线也或许是某些极光过程的后果，在这样的极光过程中，来自太阳的带电粒子撞击天王星的磁场线，引起了明显的发光。然而，需要进一步的研究以充实这一假说。至今，天王星上多次发射的X射线仍旧那样神秘！

相关知识

天王星是从太阳系由内向外的第七颗行星，其体积在太阳系排名第三（比海王星大），质量排名第四（比海王星轻）。其英文名称Uranus来自古希腊神话的天空之神乌拉诺斯（Οὐρανός），是克洛诺斯的父亲，宙斯的祖父。与在古代就为人们所知的五颗行星（水星、金星、火星、木星、土星）相比，天王星的亮度也是肉眼可见的，但由于较为黯淡以及缓慢的绕行速度而未被古代的观测者认定为一颗行星。[12]直到1781年3月13日，威廉·赫歇耳爵士宣布发现天王星，从而在太阳系的现代史上首度扩展已知的界限。这也是第一颗使用望远镜发现的行星。

天王星和海王星的内部和大气构成不同于更巨大的气体巨星－木星和土星。同样的，天文学家设立不同的“冰巨行星”分类来安置它们。天王星大气的主要成分是氢和氦，还包含较高比例的由水、氨、甲烷等结成的“冰”，与可以探测到的碳氢化合物。天王星是太阳系内大气层最冷的行星，最低温度只有49K（−224℃）。其外部的大气层具有复杂的云层结构，水在最低的云层内，而甲烷组成最高处的云层。[8]相比较而言，天王星的内部则是由冰和岩石所构成。[7]

如同其他的巨行星，天王星也有环系统、磁层和许多卫星。天王星的环系统在行星中非常独特，因为它的自转轴斜向一边，几乎就躺在公转太阳的轨道平面上，因而南极和北极也躺在其他行星的赤道位置上。[13]从地球看，天王星的环像是环绕着标靶的圆环，它的卫星则像环绕着钟的指针（虽然在2007年与2008年该环看来近乎水平）。在1986年，来自太空探测器旅行者2号的影像资料显示天王星实际上是一颗平平无奇的行星，在其可见光的影像中没有出现像在其他巨行星所拥有的云彩或风暴。[13]然而，近年内，随着天王星接近昼夜平分点，地球上的观测者发现天王星有季节变化的迹象和渐增的天气活动。天王星上的风速可以达到每秒250米。[14]

在西方文化中，天王星是太阳系中唯一以希腊神祇命名的行星，其他行星都依照罗马神祇命名。

BY: Brandon Specktor

FY: 周洪波

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