Röntgenlicht vom Uranus

Astronomen haben den Uranus fest im Blick. Der siebte Planet unseres Sonnensystems scheint Röntgenstrahlen auszusenden. Das Phänomen haben Astronomen erstmals 2002 beobachtet. Doch erst jetzt sind sie sich sicher, denn im Jahr 2017 konnten sie wieder ein Aufflackern der Strahlung registrieren. Die Daten, die mit dem Röntgenteleskop „Chandra“ gewonnen wurden, sind nun ausgewertet.

Was könnte Uranus dazu veranlassen, Röntgenstrahlen zu emittieren? Eine Vermutung gibt es bereits: hauptsächlich die Sonne. Die Forscher haben schon beobachtet, dass sowohl Jupiter als auch Saturn das von der Sonne ausgesandte Röntgenlicht streuen, ähnlich wie die Erdatmosphäre das Licht der Sonne streut. Während die Autoren der neuen Uranus-Studie zunächst davon ausgingen, dass der größte Teil der entdeckten Röntgenstrahlung ebenfalls von der Streuung herrührt, gibt es Hinweise darauf, dass es mindestens eine zweite Quelle für Röntgenstrahlung gibt. Wenn weitere Beobachtungen das bestätigen, könnte dies Auswirkungen auf das Verständnis des Uranus haben.

Eine Erklärung wäre, dass die Ringe des Uranus selbst Röntgenstrahlung erzeugen, wie es bei den Ringen des Saturn der Fall ist. Der Uranus, der fast ausschließlich aus Wasserstoff und Helium besteht, ist in seiner nahen Weltraumumgebung von geladenen Teilchen wie Elektronen und Protonen umgeben. Wenn diese energiereichen Teilchen mit den Ringen kollidieren, könnten sie die Ringe im Röntgenlicht zum Leuchten bringen. Eine andere Möglichkeit wäre, dass zumindest ein Teil der Röntgenstrahlung von Polarlichtern auf dem Uranus stammt, ein Phänomen, das es auf der Erde ebenfalls gibt.

Auf der Erde können wir an den Polregionen bunte Lichtspiele am Himmel sehen. Sie entstehen, wenn hochenergetische Teilchen mit der Atmosphäre wechselwirken. Sie werden von energiereichen Elektronen erzeugt, nachdem sie durch die Magnetfeldlinien des Planeten zu den Polen gewandert sind und von der Atmosphäre abgebremst wurden. Auch der Jupiter hat Polarlichter. Die Röntgenstrahlen der Polarlichter auf dem Jupiter stammen aus zwei Quellen: Elektronen, die sich, wie auf der Erde, entlang der Magnetfeldlinien bewegen, und positiv geladene Atome und Moleküle, die in den Polarregionen des Jupiters niederregnen. Über die Ursachen der Polarlichter auf dem Uranus sind sich die Wissenschaftler jedoch weniger sicher. Die Beobachtungen von Chandra könnten helfen, dieses Rätsel zu lösen.

Uranus ist ein besonders interessantes Ziel für Röntgenbeobachtungen wegen der ungewöhnlichen Ausrichtung seiner Rotationsachse und seines Magnetfeldes. Während die Rotations- und Magnetfeldachsen der anderen Planeten des Sonnensystems fast senkrecht zur Ebene ihrer Umlaufbahn stehen, ist die Rotationsachse des Uranus fast parallel zu seiner Bahn um die Sonne. Außerdem ist der Uranus zwar auf die Seite gekippt, aber sein Magnetfeld ist vom Zentrum des Planeten versetzt. Dies kann dazu führen, dass seine Polarlichter ungewöhnlich komplex und variabel sind. Die Bestimmung der Quellen der Röntgenstrahlung von Uranus könnte Astronomen helfen, besser zu verstehen, wie exotischere Objekte im Weltraum, etwa wachsende Schwarze Löcher und Neutronensterne, Röntgenstrahlung aussenden.

Originalveröffentlichung:

W. R. Dunn et al.

A Low Signal Detection of X-Rays from Uranus

Advancing Earth and Space Science

Doi: 10.1029/2020JA028739