Urano è il settimo pianeta dal Sole. Ha quattro volte il diametro della Terra e attorno all'equatore ha due serie di anelli. Finora, l'unica sonda che lo visto da vicino è stata la Voyager 2 ma gli astronomi stanno continuando a studiarlo con i telescopi terrestri o in orbita come Hubble e Chandra.
Nel nuovo studio, pubblicato sul Journal of Geophysical Research, i ricercatori hanno utilizzato le osservazioni del Chandra X-ray effettuate su Urano: tre segmenti di dati uno dell'agosto 2002 e due di novembre 2017. Da questi è emersa una chiara emissione di raggi X nel primo set e un possibile flare di raggi X in quelli ottenuti quindici anni dopo. Tuttavia, i rilevamenti del 2002 e del 2017 provengono da strumenti diversi del telescopio e l'ultima osservazione rimane dubbia: anche se i ricercatori sono piuttosto convinti che i raggi X provengano dal pianeta in effetti non si può discriminare chiaramente l'origine che potrebbe essere ovunque all'interno del campo visivo del rilevatore. In ogni caso queste emissioni di raggi X da Urano non sono poi così strane: molti oggetti del Sistema Solare emettono raggi X, da Venere a Saturno alle lune di Giove. Ma Urano e Nettuno, ancora poco studiati, mancavano dalla lista.
Urano è un bersaglio particolarmente interessante per questo tipo di osservazioni per via degli orientamenti insoliti del suo asse di rotazione e del suo campo magnetico.
Mentre gli assi di rotazione e del campo magnetico degli altri pianeti del Sistema Solare sono quasi perpendicolari al piano della loro orbita, l'asse di rotazione di Urano è quasi parallelo al suo percorso attorno al Sole. Inoltre, mentre Urano è inclinato su un lato, il suo campo magnetico è inclinato con un angolo diverso e spostato dal centro del pianeta. Con questa configurazione si possono innescare aurore veramente complicate.
La composizione in apertura mostra l'immagine a raggi X di Urano ripresa da Chandra (in rosa) sovrapposta a un'immagine ottica del telescopio Keck-I ottenuta in uno studio del 2004, nella quale il pianeta aveva circa lo stesso orientamento.
Cosa potrebbe causare l'emissione di raggi X da Urano?
Probabilmente il Sole.
Gli astronomi hanno già osservato sia Giove che Saturno diffondere le lunghezze d'onda che ricadono nella porzione dello spettro elettromagnetico dei raggi X della luce emessa dal Sole, in modo simile a come l'atmosfera terrestre disperde la luce solare. Tuttavia, non tutta l'emissione di Urano sembra provenire da questo fenomeno noto come scattering ma ci sono allettanti indizi che su Urano esista un'altra fonte di raggi X.
Una possibilità è che gli anelli di Urano producano essi stessi raggi X, come nel caso degli anelli di Saturno.
L'ambiente spaziale attorno ad Urano è ricco di particelle cariche come elettroni e protoni che potrebbero entrare in collisioni con gli anelli facendoli brillare (fluorescenza a raggi X).
Un'altra possibilità è che almeno alcuni dei raggi X provengano dalle aurore, un fenomeno che è stato precedentemente osservato su questo pianeta ad altre lunghezze d'onda.
Anche le aurore terrestri producono raggi X quando gli elettroni energetici, dopo aver viaggiato lungo le linee del campo magnetico del pianeta fino ai suoi poli, vengono rallentati dall'atmosfera. I raggi X delle aurore su Giove, invece, provengono da due sorgenti: elettroni che viaggiano lungo le linee del campo magnetico, come sulla Terra, e atomi e molecole caricati positivamente che piovono nelle regioni polari. Tuttavia, gli scienziati non sono sicuri che fenomeni analoghi stiano causano l'emissione osservata su Urano.
Ora, si spera che le future osservazioni di Chandra possano far luce su questa storia ed un ulteriore contributo arriverà dalla prossime missioni come l'Advanced Telescope for High Energy Astrophysics (ATHENA) dell'Agenzia Spaziale Europea ESA il cui lancio è previsto nel 2031, o la missione Lynx X-ray Observatory che la NASA forse lancerà dopo il Nancy Grace Roman Telescope.
Studiare le emissioni e le sorgenti a raggi X su Urano potrebbe aiutare gli astronomi a comprendere meglio gli oggetti più esotici dello spazio profondo, come i buchi neri e le stelle di neutroni.