천문학자들은 NASA 위성 IXPE(Imaging X-ray Polarimetry Explorer)의 데이터를 사용하여 대기가 없는 단단한 표면을 가진 별을 발견했습니다.
이 연구는 다음과 같이 공동 주도한 국제 협력입니다. UCL 과학자들은 고도로 자화된 죽은 별에서 방출되는 X선 빛의 특징을 보고했습니다. 마그네타. 팀은 마그네타 4U 0142+61에 대한 IXPE의 관찰을 살펴보았습니다. 카시오페이아자리 방향으로 지구로부터 거의 13,000광년 떨어진 곳에 위치해 있다.
양극화는 처음이었는데 마그네타에서 나오는 X선 빛 관찰되었었습니다.
데이터를 조사하면서 팀은 X-선이 대기를 통과할 때 예상되는 것보다 훨씬 낮은 편광 비율을 확인했습니다. 연구팀은 또한 더 높은 에너지를 가진 빛 입자의 경우 편광 각도 또는 "흔들림"이 낮은 에너지를 가진 빛과 비교하여 정확히 90도 뒤집힌다는 사실을 발견했습니다. 전류로 채워져 있습니다.
IXPE 과학팀의 일원이자 공동 저자인 Silvia Zane 교수(UCL Mullard Space Science Laboratory)는 다음과 같이 말했습니다. “이것은 전혀 예상치 못한 일이었습니다. 분위기가 있을 거라고 확신했어요. 별의 가스는 전환점에 도달했으며 물이 얼음으로 변하는 것과 비슷한 방식으로 단단해졌습니다. 이건 별이 엄청나게 강해서 나온 결과야 자기장. "
"그러나 물과 마찬가지로 온도도 중요한 요소입니다. 더 뜨거운 가스는 고체가 되려면 더 강한 자기장이 필요합니다."
“다음 단계는 더 뜨거운 것을 관찰하는 것입니다. 중성자별 유사한 자기장을 사용하여 온도와 자기장의 상호 작용이 물질의 특성에 어떤 영향을 미치는지 조사합니다. 별의 표면. "
수석 저자인 파도바 대학의 Roberto Taverna 박사는 다음과 같이 말했습니다. "우리가 관찰할 수 있는 가장 흥미로운 특징은 편광 각도가 정확히 90도씩 흔들리는 에너지에 따른 편광 방향의 변화입니다."
“이것은 이론적 모델이 마그네타에 실제로 부여된 것으로 예측하고 확인하는 것과 일치합니다. 초강력 자기장. "
양자 이론에 따르면, 강하게 자화된 환경은 빛이 자기장에 평행한 방향과 수직인 두 방향으로 편광되도록 합니다. 관찰된 분극의 양과 방향은 자기장 구조와 물리적 상태의 흔적을 남기며 다른 방법으로는 얻을 수 없는 정보를 제공합니다. 중성자별 영역의 물질.
높은 에너지에서는 자기장에 수직으로 편광된 광자가 지배적일 것으로 예상되어 90도 편광 스윙이 관찰됩니다.
UCL 멀라드 우주 과학 연구소의 명예 교수이자 파도바 대학의 Roberto Turolla 교수는 다음과 같이 말했습니다. "낮은 에너지에서의 분극은 자기장이 너무 강해서 별 주변의 대기를 고체나 액체로 바꿀 가능성이 높다는 것을 말해줍니다. 이러한 현상은 자기 응축이라고 알려져 있습니다."
“별의 단단한 껍질은 자기장에 의해 결합된 이온 격자로 구성되어 있는 것으로 생각됩니다. 원자는 구형이 아니라 자기장의 방향으로 길어질 것입니다.”
“마그네타와 기타 중성자별에 대기가 있는지 여부는 여전히 논쟁의 대상입니다. 그러나 새로운 논문은 단단한 지각이 믿을 만한 설명이 되는 중성자별에 대한 최초의 관측입니다.”
브리티시 컬럼비아 대학교(UBC)의 Jeremy Heyl 교수 추가: “이론적 모델링에서 했던 것처럼 양자 전기역학 효과를 포함하면 IXPE 관찰과 호환되는 결과를 얻을 수 있다는 점도 주목할 가치가 있습니다. 그럼에도 불구하고 우리는 IXPE 데이터를 설명하기 위해 적절한 수치 시뮬레이션이 아직 부족한 대체 모델도 조사하고 있습니다.”
저널 참조 :
- Roberto Tavernaet al. 마그네타에서 나오는 편광 엑스레이. 과학 3년 2022월 XNUMX일. DOI: 10.1126/science.add0080
