NASA の衛星である Imaging X-ray Polarimetry Explorer (IXPE) からのデータを使用して、天文学者は大気のない固体表面を持つ星を発見しました。
研究 - が共同で主導する国際共同研究 UCL 科学者たちは、高度に磁化された死んだ星から放出された X 線光の特徴を報告しました。 マグネター. チームは、マグネター 4U 0142+61 の IXPE の観測に注目しました。 地球から約13,000光年離れたカシオペア座に位置しています。
二極化は初めてでした マグネターからのX線光 観察されていました。
X線が大気を通過した場合、データを調べている間、チームは予想よりもはるかに低い割合の偏光を特定しました。 チームはまた、磁気圏に囲まれた固体の地殻を持つ星の理論モデルで予測されるように、エネルギーの高い光粒子の場合、偏光の角度、つまり「ウィグル」がエネルギーの低い光と比較して正確に 90 度反転することを発見しました。電流が充満しています。
IXPE 科学チームのメンバーである共同主執筆者の Silvia Zane 教授 (UCL Mullard Space Science Laboratory) は、次のように述べています。 「これは完全に予想外でした。 雰囲気が出ると確信しました。 星のガスは転換点に達し、水が氷に変わるのと同じように固体になります。 これは星の信じられないほど強い結果です 磁場に設立された地域オフィスに加えて、さらにローカルカスタマーサポートを提供できるようになります。」
「しかし、水と同様に、温度も要因です。より高温のガスが固体になるには、より強い磁場が必要です。」
「次のステップは、より熱く観察することです 中性子星 同様の磁場で、温度と磁場の間の相互作用がどのように特性に影響するかを調査 星の表面に設立された地域オフィスに加えて、さらにローカルカスタマーサポートを提供できるようになります。」
パドバ大学の筆頭著者である Roberto Taverna 博士は、次のように述べています。 「私たちが観察できる最もエキサイティングな特徴は、エネルギーによる偏光方向の変化であり、偏光角度は正確に 90 度スイングします。」
「これは、理論モデルが予測するものと一致し、マグネターが実際に恵まれていることを確認します 超強力磁場に設立された地域オフィスに加えて、さらにローカルカスタマーサポートを提供できるようになります。」
量子論によれば、強く磁化された環境では、光は磁場に平行な方向と垂直な方向の XNUMX つの方向に偏光します。 観測された分極の量と方向は、他の方法では入手できない情報を提供し、磁場構造と物理的状態の痕跡を残します。 中性子星の領域の物質.
高エネルギーでは、磁場に対して垂直に偏光した光子が支配的であると予想され、90 度の偏光スイングが観察されます。
UCLムラード宇宙科学研究所の名誉教授でもあるパドヴァ大学のロベルト・トゥローラ教授は、次のように述べています。 「低エネルギーでの偏極は、磁場が非常に強く、星の周りの大気を固体または液体に変える可能性が高いことを示しています。これは、磁気凝縮として知られている現象です。」
「星の固体地殻は、磁場によって保持されたイオンの格子で構成されていると考えられています。 原子は球状ではなく、磁場の方向に引き伸ばされます。」
「マグネターや他の中性子星に大気があるかどうかは、まだ議論の対象です。 しかし、新しい論文は中性子星の最初の観測であり、固体の地殻が信頼できる説明です。」
ブリティッシュ コロンビア大学 (UBC) の Jeremy Heyl 教授 追加されました: 「また、理論モデリングで行ったように、量子電気力学効果を含めることで、IXPE 観測と互換性のある結果が得られることも注目に値します。 それにもかかわらず、適切な数値シミュレーションがまだ不足している IXPE データを説明する代替モデルも調査しています。」
ジャーナルリファレンス：
- ロベルト・タヴェルナ 他マグネターからの偏光 X 線。 科学 3 年 2022 月 XNUMX 日。DOI: 10.1126/science.add0080
