NASA satelliidi Imaging X-ray Polarimetry Explorer (IXPE) andmeid kasutades märkasid astronoomid tähte, millel oli tahke pind ilma atmosfäärita.
Uuring- rahvusvaheline koostöö, mida juhtis UCL teadlased- teatasid allkirjast röntgenivalguses, mille kiirgas tugevalt magnetiseeritud surnud täht nimega a magnetar. Meeskond vaatas IXPE vaatlust magnetaar 4U 0142+61 kohta. See asub Maast peaaegu 13,000 XNUMX valgusaasta kaugusel Kassiopeia tähtkujus.
See oli esimene kord, kui polariseeriti Röntgenvalgus magnetarist oli täheldatud.
Andmeid vaadates tuvastas meeskond polariseeritud valguse osakaalu oodatust palju väiksema, kui röntgenikiired läbisid atmosfääri. Meeskond avastas ka, et suurema energiaga valgusosakeste puhul pöördus polarisatsiooninurk ehk "võnkumine" täpselt 90 kraadi võrra võrreldes madalama energiaga valgusega, nagu ennustasid magnetosfääride poolt ümbritsetud tahke koorikuga tähtede teoreetilised mudelid. on täidetud elektrivooludega.
Kaasautor professor Silvia Zane (UCL Mullardi kosmoseteaduse labor), IXPE teadusmeeskonna liige, ütles: "See oli täiesti ootamatu. Olin veendunud, et seal on õhkkond. Tähe gaas on jõudnud murdepunkti ja muutunud sarnaselt tahkeks, et vesi võib muutuda jääks. See on staari uskumatult tugevate omaduste tulemus magnetväli. "
"Kuid nagu vee puhul, on temperatuur ka tegur - kuumem gaas vajab tahkeks muutumiseks tugevamat magnetvälja."
"Järgmine samm on kuumemalt vaadelda neutrontähed sarnase magnetväljaga, et uurida, kuidas temperatuuri ja magnetvälja vaheline koosmõju mõjutab selle omadusi tähe pind. "
Juhtautor dr Roberto Taverna Padova ülikoolist ütles: "Kõige põnevam omadus, mida võisime jälgida, on polarisatsiooni suuna muutus energiaga, kusjuures polarisatsiooninurk kõigub täpselt 90 kraadi."
"See on kooskõlas teoreetilise mudeli ennustamisega ja kinnitab, et magnetarid on tõepoolest varustatud ülitugevad magnetväljad. "
Kvantteooria järgi põhjustab tugevalt magnetiseeritud keskkond valguse polariseerumist kahes suunas: magnetväljaga paralleelselt ja sellega risti. Täheldatud polarisatsiooni suurus ja suund annavad teavet, mis muidu poleks kättesaadav, jättes jälje magnetvälja struktuurist ja füüsilisest seisundist. materjalid neutrontähe piirkonnas.
Suure energia korral domineerivad eeldatavasti magnetväljaga risti polariseeritud footonid, mille tulemuseks on täheldatud 90-kraadine polarisatsiooni kõikumine.
Professor Roberto Turolla Padova ülikoolist, kes on ka UCL Mullardi kosmoseteaduse labori auprofessor, ütles: "Madala energiaga polarisatsioon ütleb meile, et magnetväli on tõenäoliselt nii tugev, et muuta tähte ümbritsev atmosfäär tahkeks või vedelaks, seda nähtust nimetatakse magnetiliseks kondenseerumiseks."
"Tähe tahke koorik arvatakse koosnevat ioonide võrest, mida hoiab koos magnetväli. Aatomid ei oleks sfäärilised, vaid magnetvälja suunas piklikud.
"See on endiselt aruteluobjekt, kas magnetaaridel ja teistel neutrontähtedel on atmosfäär või mitte. Uus paber on aga esimene neutrontähe vaatlus, kus tahke maakoor on usaldusväärne seletus.
Professor Jeremy Heyl Briti Columbia Ülikoolist (UBC) lisatud: "Samuti väärib märkimist, et kvantelektrodünaamika efektide kaasamine, nagu tegime oma teoreetilises modelleerimises, annab IXPE vaatlusega ühilduvaid tulemusi. Sellegipoolest uurime IXPE andmete selgitamiseks ka alternatiivseid mudeleid, mille jaoks puuduvad veel korralikud numbrilised simulatsioonid.
Ajakirja viide:
- Roberto Taverna jt. Magnetaari polariseeritud röntgenikiirgus. teadus 3. november 2022. DOI: 10.1126/science.add0080
