Les astronomes ont détecté pour la première fois les rayons X d'Uranus, à l'aide de l'observatoire à rayons X Chandra de la NASA. Ce résultat pourrait aider les scientifiques à en apprendre davantage sur cette planète géante de glace énigmatique dans notre système solaire.

Uranus est la septième planète du Soleil et possède deux séries d'anneaux autour de son équateur. La planète, qui a quatre fois le diamètre de la Terre, tourne sur le côté, ce qui la rend différente de toutes les autres planètes du système solaire. Puisque Voyager 2 était le seul vaisseau spatial à avoir jamais survolé Uranus, les astronomes s'appuient actuellement sur des télescopes beaucoup plus proches de la Terre, comme Chandra et le télescope spatial Hubble, pour en savoir plus sur cette planète lointaine et froide qui est composée presque entièrement d'hydrogène et d'hélium.

Dans la nouvelle étude, les chercheurs ont utilisé les observations de Chandra prises à Uranus en 2002, puis à nouveau en 2017. Ils ont vu une détection claire des rayons X dès la première observation, récemment analysé, et une possible poussée de rayons X dans ceux obtenus quinze ans plus tard. Le graphique principal montre une image radiographique Chandra d'Uranus de 2002 (en rose) superposée à une image optique du télescope Keck-I obtenue dans une étude distincte en 2004. Cette dernière montre la planète à peu près dans la même orientation qu'elle était lors des observations de Chandra en 2002.

Qu'est-ce qui pourrait amener Uranus à émettre des rayons X ? La réponse :principalement le Soleil. Les astronomes ont observé que Jupiter et Saturne diffusent la lumière des rayons X émise par le Soleil, semblable à la façon dont l'atmosphère terrestre diffuse la lumière du Soleil. Alors que les auteurs de la nouvelle étude Uranus s'attendaient initialement à ce que la plupart des rayons X détectés proviendraient également de la diffusion, il y a des indices alléchants qu'au moins une autre source de rayons X est présente. Si d'autres observations le confirment, cela pourrait avoir des implications intrigantes pour comprendre Uranus.

Une possibilité est que les anneaux d'Uranus produisent eux-mêmes des rayons X, ce qui est le cas des anneaux de Saturne. Uranus est entouré de particules chargées telles que des électrons et des protons dans son environnement spatial proche. Si ces particules énergétiques entrent en collision avec les anneaux, ils pourraient faire briller les anneaux aux rayons X. Une autre possibilité est qu'au moins certains des rayons X proviennent des aurores sur Uranus, un phénomène qui a déjà été observé sur cette planète à d'autres longueurs d'onde.

Sur Terre, nous pouvons voir des spectacles de lumière colorée dans le ciel appelés aurores, qui se produisent lorsque des particules de haute énergie interagissent avec l'atmosphère. Des rayons X sont émis dans les aurores terrestres, produites par les électrons énergétiques après avoir parcouru les lignes de champ magnétique de la planète jusqu'à ses pôles et sont ralentis par l'atmosphère. Jupiter a des aurores, trop. Les rayons X des aurores sur Jupiter proviennent de deux sources :les électrons voyageant le long des lignes de champ magnétique, comme sur Terre, et des atomes et molécules chargés positivement pleuvent dans les régions polaires de Jupiter. Cependant, les scientifiques sont moins certains de ce qui cause les aurores sur Uranus. Les observations de Chandra peuvent aider à comprendre ce mystère.

Uranus est une cible particulièrement intéressante pour les observations aux rayons X en raison des orientations inhabituelles de son axe de spin et de son champ magnétique. Alors que les axes de rotation et de champ magnétique des autres planètes du système solaire sont presque perpendiculaires au plan de leur orbite, l'axe de rotation d'Uranus est presque parallèle à sa trajectoire autour du Soleil. Par ailleurs, tandis qu'Uranus est incliné sur le côté, son champ magnétique est incliné d'une quantité différente, et décalé du centre de la planète. Cela peut rendre ses aurores inhabituellement complexes et variables. Déterminer les sources des rayons X d'Uranus pourrait aider les astronomes à mieux comprendre comment des objets plus exotiques dans l'espace, comme la croissance des trous noirs et des étoiles à neutrons, émettent des rayons X.