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超巨星(哪里是超巨星，黑曜石的第五将军)-07-09 09: 36徐旭夭夭
天王星是一颗非常有趣的行星 。在希腊神话中，它是土星的父亲，木星的祖父，火星的曾祖父 。与其他行星相比，天王星“站着也自转”，“躺着也自转” 。太阳系八大行星中的大部分都观测到了X射线信号 。只有两个冰巨人:天王星和海王星 。最后，研究小组从2002年和2017年的数据中发现了天王星上存在X射线信号的证据 。这篇文章将向你介绍一些有趣的历史，天文馆的文化和这个X射线的研究成果 。
天王星的发现及其特征天王星的视星等约为5.5，是一颗非常暗的恒星，几乎接近人眼的极限 。通常在一般城市环境下不容易用肉眼直接看到，只有在阳光明媚的夜晚空没有光害的情况下才有机会 。由英国的威廉·赫歇尔正式发现并命名 。起初它被认为是一颗彗星，但后来它被证实是一颗行星 。英国国王乔治三世因此以年薪200英镑聘用了他，如果按照RetailPricesIndex计算，相当于现在的年薪23万英镑 。
这个工资显然挺不错的 。最初，赫歇尔想把这颗恒星命名为“GeorgiumSidus” 。然而，除了乔治三世和赫歇尔，当时并没有多少人喜欢这个想法 。毕竟其他星球都是以希腊神话命名的，突然一个以英国国王命名的星球根本不合适 。最后在柏林天文学家约翰波德的建议下决定为“天王星”，这个词的词源是“天王星”，希腊神话中的天神空 。几乎每一个希腊神话中的人物都能在罗马神话中找到对应的角色 。天王星对应土星之父吕四 。他是Jupitar的祖父 。他也是火星的曾祖父 。所以在希腊罗马神话中，天王星、土星、木星、火星是祖孙四代之间 。
一般星星在天空中的相对位置空几乎不变，要几千年甚至几万年才能看到一些变化 。离太阳越远，行星在天空中的相对位置变化越慢 。木星需要12年才能回到原来的位置，土星需要30年，天王星需要84年 。因为天王星在天空中的相对位置变化太慢，以至于早期的祖先即使看到天王星，也认为它是一颗恒星 。
图1:旅行者2号将带着它的前身旅行者1号离开日光层 。
与其他行星相比，天王星离地球很远 。唯一到达天王星的月球探测器是旅行者2号，它于1977年发射，飞行了近9年 。这个探测器从地球出发，先后观测了木星、土星、天王星、海王星，然后继续一路向外飞 。现在它几乎已经离开了太阳系(图1) 。以上大部分仪器已经缺电无法操作，只保留了最基本的功能 。去年年底向其发出信号时，近35个小时后仍收到回应 。太阳系八大行星中的天王星有一个非常奇特的性质:“卧转” 。其他七颗行星的自转和公转几乎在同一平面 。以地球为例，自转轴与地球共轴之差只有23.5°左右 。但是天王星的自转轴和它的自转轴相差98度 。
如果我们把公转平面想象成水平面，地球的自转就像一个旋转的陀螺，而天王星就是电风扇的扇叶(图2) 。
图2:太阳系的行星大多像陀螺仪，自转平面与其公转一致，但天王星是躺着的 。
天王星上的x射线信号！在太阳系的行星成员中，除了地球，水星、金星、火星、木星和土星都探测到了X射线信号，甚至彗星和矮行星冥王星也探测到了X射线信号 。在最近的这项研究出来之前，行星中只有两个冰巨人:天王星和海王星，X射线还没有测量到 。最近，研究小组检查了“ChandraX-rayObservatory”的观测数据，研究小组测量了天王星上的X射线(图3) 。
图3
钱德拉X射线天文台是现代最重要的X射线望远镜(图4) 。自1999年空发射服役以来，积累了大量的观测数据，X射线的许多重要观测贡献都来自这台望远镜 。但是宇宙中可以观测到的天体实在太多了，天王星的观测其实非常少 。截至2020年6月，对天王星的观测只有三次:2002年一次，2017年两次 。直到这一两年，研究小组才从这些数据中发现天王星上的X射线信号 。
图4:钱德拉x射线天文台
它是X射线电磁频谱中的一个高频高能带 。要产生X射线，一般需要有特殊的环境 。天王星上X射线的主要来源是太阳光的散射 。阳光本身是一种强X射线源 。即使天王星离太阳那么远，太阳发出的X射线到达天王星后也被天王星气体分子散射 。这种机制天文学家都知道，过去在木星和土星上看到的X射线也属于这一类 。
特别是，天文学家已经根据木星和土星的数据计算出了天王星上可能测量到的X射线强度 。然而，经过研究和测量，发现X射线的强度比计算值更强 。有几种可能 。一个是天王星比木星和土星更好地散射太阳的X射线 。另一种可能性是天王星有一个额外的X射线产生机制 。目前的推断与天王星周围的带电粒子有关 。例如，天王星和土星一样，有一个圆圈围绕着它 。当带电粒子撞击天王星环时，它们有机会发出X射线 。另一种可能是“极光” 。当带电粒子由于磁场等作用落入大气，与大气分子发生碰撞时，也有机会发出X射线 。在木星上也看到过这种现象 。但哪种机制取决于未来更多的观察 。

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