Pour la première fois, les astronomes ont détecté des rayons X sur la planète Uranus. Plusieurs hypothèses sont évoquées pour expliquer leur origine, et tenter ainsi de mieux cerner les caractéristiques de cette géante de glaces.

Jamais encore des rayons X n’avaient été détectés sur Uranus par les astronomes. La Nasa a présenté cette première détection le 31 mars 2021, accompagnée d’une étude publiée dans JGR Space Physics le même jour. « Au sein du système solaire, des émissions de rayons X ont été détectées depuis toutes les planètes à l’exception des géantes de glaces : Uranus et Neptune », y soulignent les scientifiques, qui se concentrent ici sur la première de ces deux planètes.

Comme le rappellent ces chercheurs, des rayons X ont déjà été détectés depuis Mercure (sur place), Vénus, la Terre, Mars, Saturne, Pluton, Jupiter, et même depuis des lunes de Jupiter et depuis des comètes. « L’étude des émissions de rayons X fournit les informations clés et souvent uniques sur une variété de caractéristiques du système », indiquent les scientifiques.

Une planète atypique, qui « roule » sur son orbite

Dans le cas d’Uranus, ce serait d’autant plus intéressant de pouvoir les étudier, car l’astre présente des particularités : son axe de rotation est très incliné, quasiment parallèle à son plan orbital (comme si la planète « roulait » sur son orbite autour du Soleil). Par ailleurs, son axe magnétique est quasi-perpendiculaire à son axe de rotation. Résultat : la magnétosphère d’Uranus, c’est-à-dire la zone dans laquelle est concentré son champ magnétique, est variable (à l’échelle d’une journée mais aussi des saisons).

Pour l’instant, seule une mission spatiale a exploré Uranus : il s’agissait de Voyager 2, qui a survolé l’astre en janvier 1986. Les astronomes se reposent donc surtout sur les télescopes au sol pour étudier la planète, ou sur les télescopes spatiaux. Les données mobilisées dans cette étude ont été obtenues avec l’observatoire de rayons X Chandra de la Nasa (un télescope spatial), en 2002 puis en 2017. Les rayons X ont été clairement détectés la première fois, tandis qu’une possible éruption de rayons X a été vue ensuite. La Nasa fournit une vue de ces rayons X, représentés en rose, dans l’image suivante (il s’agit d’une superposition avec une autre image, obtenue par le télescope Keck I en 2004).

Les rayons X détectés sur Uranus. // Source : NASA/CXO/University College London/W. Dunn et al ; Optical : W.M. Keck Observatory (image recadrée)

Quelle origine : le Soleil, les anneaux, les aurores ?

Évidemment, la question est désormais de comprendre ce qui pourrait être à l’origine de ces rayons X sur Uranus. La réponse est probablement à chercher du côté du Soleil. On sait déjà que Jupiter et Saturne sont capables de diffuser la lumière des rayons X émis par le Soleil (tout comme l’atmosphère terrestre diffuse elle aussi la lumière de l’étoile). Mais il n’est pas exclu qu’au moins une autre source de ce rayonnement existe sur Uranus, selon les auteurs.

Une hypothèse serait que les anneaux de la planète produisent des rayons X. On pourrait s’y attendre, car c’est le cas des anneaux de Saturne, rappelle la Nasa. On pourrait imaginer que des particules chargées qui se trouvent dans l’environnement spatial proche d’Uranus heurtent les anneaux, entraînant ces détections de rayons X. Autre possibilité : les rayons X proviendraient d’un phénomène d’aurores sur Uranus. En raison de l’inclinaison si particulière de la planète, on pourrait s’attendre à des aurores complexes et variables.

Les scientifiques concluent que des observations plus longues et approfondies d’Uranus avec Chandra sont nécessaires pour identifier plus précisément les emplacements de ces émissions de rayons X, et ainsi « limiter les contributions possibles des anneaux et des aurores ».

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