Z uporabo podatkov Nasinega satelita Imaging X-ray Polarimetry Explorer (IXPE) so astronomi opazili zvezdo, ki je imela trdno površino brez atmosfere.
Študija - mednarodno sodelovanje, ki ga je sovoditelj UCL znanstveniki so poročali o podpisu v rentgenski svetlobi, ki jo oddaja močno magnetizirana mrtva zvezda, imenovana a magnetar. Ekipa si je ogledala IXPE opazovanje magnetarja 4U 0142+61. Nahaja se skoraj 13,000 svetlobnih let od Zemlje v ozvezdju Kasiopeje.
To je bilo prvič polarizirano Rentgenska svetloba iz magnetarja je bilo opaziti.
Med pregledovanjem podatkov je skupina odkrila veliko nižji delež polarizirane svetlobe, kot je bilo pričakovano, če bi rentgenski žarki šli skozi atmosfero. Skupina je tudi odkrila, da se je pri svetlobnih delcih z višjo energijo polarizacijski kot ali "miganje" obrnil za natančno 90 stopinj v primerjavi s svetlobo z nižjo energijo, kot predvidevajo teoretični modeli za zvezde s trdno skorjo, obdano z magnetosferami, ki so napolnjene z električnim tokom.
Sovoditeljska avtorica, profesorica Silvia Zane (UCL Mullard Space Science Laboratory), članica znanstvene skupine IXPE, je dejala: »To je bilo popolnoma nepričakovano. Prepričan sem bil, da bo vzdušje. Zvezdin plin je dosegel prelomno točko in postal trden na podoben način, kot bi se lahko voda spremenila v led. To je posledica zvezdnikove neverjetno močne moči magnetno polje«.
"Toda tako kot pri vodi je dejavnik tudi temperatura - bolj vroč plin bo potreboval močnejše magnetno polje, da postane trden."
»Naslednji korak je bolj vroče opazovanje nevtronske zvezde s podobnim magnetnim poljem, da bi raziskali, kako medsebojno delovanje med temperaturo in magnetnim poljem vpliva na lastnosti površino zvezde«.
Glavni avtor dr. Roberto Taverna z Univerze v Padovi je dejal: "Najbolj vznemirljiva značilnost, ki smo jo lahko opazili, je sprememba smeri polarizacije z energijo, pri čemer polarizacijski kot zaniha za natanko 90 stopinj."
»To se ujema s tem, kar napovedujejo teoretični modeli, in potrjuje, da so magnetarji res obdarjeni ultra močna magnetna polja«.
Po kvantni teoriji močno magnetizirano okolje povzroči polarizacijo svetlobe v dveh smereh: vzporedno z magnetnim poljem in pravokotno nanj. Količina in smer opazovane polarizacije zagotavljata informacije, ki sicer ne bi bile na voljo, ter puščajo sled strukture magnetnega polja in fizičnega stanja snovi v območju nevtronske zvezde.
Pri visokih energijah naj bi prevladovali fotoni, polarizirani pravokotno na magnetno polje, kar ima za posledico opazovani 90-stopinjski nihaj polarizacije.
Profesor Roberto Turolla z Univerze v Padovi, ki je tudi častni profesor na UCL Mullard Space Science Laboratory, je dejal: "Polarizacija pri nizkih energijah nam pove, da je magnetno polje verjetno tako močno, da ozračje okoli zvezde spremeni v trdno ali tekočo snov, pojav, znan kot magnetna kondenzacija."
»Trdna skorja zvezde naj bi bila sestavljena iz mreže ionov, ki jih skupaj drži magnetno polje. Atomi ne bi bili sferični, ampak podolgovati v smeri magnetnega polja.«
»Še vedno je predmet razprave, ali imajo magnetarji in druge nevtronske zvezde atmosfero ali ne. Vendar pa je novi dokument prvo opazovanje nevtronske zvezde, kjer je trdna skorja zanesljiva razlaga.
Profesor Jeremy Heyl z Univerze Britanske Kolumbije (UBC) dodano: »Prav tako je treba omeniti, da vključitev učinkov kvantne elektrodinamike, kot smo storili pri našem teoretičnem modeliranju, daje rezultate, združljive z opazovanjem IXPE. Kljub temu preiskujemo tudi alternativne modele za razlago podatkov IXPE, za katere še vedno manjkajo ustrezne numerične simulacije.«
Referenca dnevnika:
- Roberto Taverna idr. Polarizirani rentgenski žarki iz magnetarja. Znanost 3. november 2022. DOI: 10.1126/science.add0080
