黑曜五将超巨星去哪了 超巨星( 二 )


如果把公转面想象成水平面的话,地球的自转就像是一个旋转的陀螺,而天王星则是电风扇的扇叶(图2) 。
图2:太阳系大多数的行星都像陀螺一样、自转平面与公转一致,但是天王星却是躺着的
天王星上的X光信号! 太阳系的行星成员当中,除了地球以外,水星、金星、火星、木星、土星都侦测到过X光的信号,甚至连彗星、以及矮行星冥王星都侦测到过X光 。在最近这篇研究出来之前,行星当中就只剩下两颗冰巨行星:天王星、海王星还没有测量到X光 。最近,研究团队检视了“钱德拉天文台X射线天文台(ChandraX-rayObservatory)”的观测数据,研究团队测量到了天王星上的X光(图3) 。
图3
钱德拉X射线天文台是当代最重要的X射线望远镜(图4) 。自1999年发射升空服役到现在,累积了非常多的观测数据,有许许多多X光的重要观测贡献都来自于这台望远镜 。然而宇宙间能观测的天体实在太多啦,对天王星的观测其实非常稀少 。截至2020年6月,只有三次对天王星的观测:2002年1次、2017年2次 。到了这一两年研究团队才从这些数据中找到了天王星上X光的信号 。
图4:钱德拉X射线天文台(ChandraX-rayObservatory)
X光是电磁波频谱上高频率、高能量的波段 。要产生X光,一般来说要有特殊的环境才可以 。天王星上X光最主要的来源是对太阳光的散射 。太阳光本身是一个很强的X光光源,即便天王星离太阳这么远,太阳所发出来的X光到了天王星以后,被天王星的气体分子散射开 。这个机制是天文学家已知的,过去在木星、土星上面看到的X光也都是这一类 。
特别的事情是,天文学家藉由木星、土星的数据推算了一个天王星上可能量测到的X光强度 。但研究测量后却发现X光的强度比推算的数值还要更强 。这有几个可能,一个是天王星对太阳X光散射的效果比木星、土星更好 。另外一个可能性就是天王星有额外的X光产生机制 。目前推论与天王星周遭的带电粒子有关 。比方说,天王星和土星一样,周围有一圈环 。当带电粒子撞击到天王星环的时候,就有机会放出X光 。另外一个可能性是“极光”,当带电粒子因为磁场等效应掉进大气层、与大气分子相撞后,也有机会放出X光 。这个现象在木星上也看到过 。不过到底是哪个机制就看未来更多的观测了 。
天王星在太阳系是很重要的存在,它是离我们最近的冰超巨星、而且还躺着自转,让我们有机会以不同的角度观测行星 。太阳系的冰超巨星只有两颗,由于距离遥远,都很不容易观测 。现在好不容易在天文星上看到了X光的图像,使我们得以更全面地了解冰超巨星的性质 。对太阳系内、太阳系外的行星都能有更全面的理解 。

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