NASA uydusu Görüntüleme X-ışını Polarimetri Gezgini'nden (IXPE) gelen verileri kullanan gökbilimciler, atmosferi olmayan katı bir yüzeye sahip bir yıldız tespit etti.
Araştırma, eş önderliğinde uluslararası bir işbirliğiyle yürütülüyor. UCL bilim insanları yüksek derecede manyetize olmuş ölü bir yıldızın yaydığı X-ışını ışığında bir imza olduğunu bildirdiler. manyetar. Ekip, IXPE'nin 4U 0142+61 magnetarını gözlemledi. Cassiopeia takımyıldızında, Dünya'dan yaklaşık 13,000 ışıkyılı uzaklıkta yer almaktadır.
Bu ilk kez kutuplaştı Bir magnetardan gelen X-ışını ışığı gözlemlenmişti.
Ekip, verileri incelerken, X ışınlarının bir atmosferden geçmesi durumunda beklenenden çok daha düşük oranda polarize ışık tespit etti. Ekip ayrıca, manyetosferlerle çevrelenmiş katı kabuklara sahip yıldızlar için teorik modellerin öngördüğü gibi, daha yüksek enerjili ışık parçacıkları için polarizasyon açısının veya "kıpırdama"nın, daha düşük enerjili ışığa kıyasla tam olarak 90 derece ters döndüğünü keşfetti. elektrik akımlarıyla doludur.
IXPE bilim ekibinin bir üyesi olan eş-başkan yazar Profesör Silvia Zane (UCL Mullard Uzay Bilim Laboratuvarı) şunları söyledi: “Bu tamamen beklenmedik bir şeydi. Bir atmosfer yaratılacağına inanıyordum. Yıldızın gazı bir devrilme noktasına ulaştı ve suyun buza dönüşebileceği gibi katılaştı. Bu, yıldızın inanılmaz derecede güçlü olmasının bir sonucudur. manyetik alan".
"Fakat su gibi sıcaklık da bir faktör; daha sıcak bir gazın katılaşması için daha güçlü bir manyetik alan gerekir."
“Bir sonraki adım daha sıcak gözlemlemek nötron yıldızları Sıcaklık ve manyetik alan arasındaki etkileşimin malzemenin özelliklerini nasıl etkilediğini araştırmak için benzer bir manyetik alanla yıldızın yüzeyi".
Padova Üniversitesi'nden baş yazar Dr. Roberto Taverna şunları söyledi: "Gözlemleyebildiğimiz en heyecan verici özellik, kutuplaşma açısının tam olarak 90 derece sallanmasıyla, enerjiyle kutuplaşma yönündeki değişimdir."
"Bu, teorik modellerin öngördüğü şeyle aynı fikirde ve magnetarların gerçekten de yeteneklerle donatılmış olduğunu doğruluyor." ultra güçlü manyetik alanlar".
Kuantum teorisine göre, güçlü bir şekilde mıknatıslanmış bir ortam, ışığın iki yönde polarize olmasına neden olur: manyetik alana paralel ve ona dik. Gözlemlenen polarizasyonun miktarı ve yönü, manyetik alan yapısına ve fiziksel durumuna ilişkin bir iz bırakarak, başka türlü elde edilemeyecek bilgileri sağlar. nötron yıldızı bölgesindeki malzemeler.
Yüksek enerjilerde, manyetik alana dik olarak polarize olan fotonların baskın olması ve bunun sonucunda 90 derecelik polarizasyon salınımının gözlemlenmesi beklenir.
Aynı zamanda UCL Mullard Uzay Bilimleri Laboratuvarı'nda fahri profesör olan Padova Üniversitesi'nden Profesör Roberto Turolla şunları söyledi: "Düşük enerjilerdeki kutuplaşma bize, manyetik alanın, yıldızın etrafındaki atmosferi katı veya sıvıya dönüştürecek kadar güçlü olduğunu gösteriyor; bu, manyetik yoğunlaşma olarak bilinen bir olgudur."
“Yıldızın katı kabuğunun, manyetik alan tarafından bir arada tutulan bir iyon kafesinden oluştuğu düşünülüyor. Atomlar küresel olmayacak, manyetik alan yönünde uzayacaktır.”
“Magnetarların ve diğer nötron yıldızlarının atmosferinin olup olmadığı hâlâ tartışma konusu. Ancak yeni makale, katı bir kabuğun güvenilir bir açıklama olduğu bir nötron yıldızının ilk gözlemidir."
British Columbia Üniversitesi'nden (UBC) Profesör Jeremy Heyl katma: "Teorik modellememizde yaptığımız gibi kuantum elektrodinamik etkilerinin dahil edilmesinin IXPE gözlemiyle uyumlu sonuçlar verdiğini de belirtmekte fayda var. Bununla birlikte, uygun sayısal simülasyonların hala eksik olduğu IXPE verilerini açıklamak için alternatif modelleri de araştırıyoruz."
Dergi Referans:
- Roberto Taverna ve ark. Bir magnetardan gelen polarize x-ışınları. Bilim 3 Kasım 2022. DOI: 10.1126/science.add0080
