قام الباحث في جامعة كورنيل دونغ لاي بدراسة الاستقطاب غير العادي للأشعة السينية الصادرة من
في عام 2022 ، رصد القمر الصناعي IXPE التابع لناساMagnetar 4U 0142 + 61 ، يقع على مسافة حوالي 13 ألف سنة ضوئية من الأرض في كوكبة ذات الكرسي. النجم المغناطيسي هو البقايا الكثيفة والساخنة لنجم ضخم له مجال مغناطيسي يعادل 100 تريليون مرة من كوكبنا. أظهر تحليل البيانات أن الأشعة السينية ذات الطاقة المنخفضة والعالية مستقطبة بشكل مختلف ، والمجالات الكهرومغناطيسية موجهة بزاوية قائمة مع بعضها البعض.
هذه الملاحظة تتعارض مع المفاهيم السابقة.يعتقد الباحثون أن المغناطيس يجب أن يولد أشعة سينية شديدة الاستقطاب. هذا يعني أن مجال الإشعاع الكهرومغناطيسي لا يهتز بشكل عشوائي ، ولكن له اتجاه مفضل.
لشرح هذا التأثير غير العادي ، قال عالم الفيزياء الفلكيةتستخدم الديناميكا الكهربائية الكمية. تتنبأ هذه النظرية ، التي تصف التفاعلات المجهرية بين الإلكترونات والفوتونات ، أنه عندما تغادر فوتونات الأشعة السينية الغلاف الجوي الرقيق للغاز الممغنط الساخن أو بلازما النجم النيوتروني ، فإنها تمر بمرحلة تسمى الرنين الفراغي.
في ظل هذه الظروف ، الفوتونات التي لا تمتلك الفوتونات الخاصة بهاالشحنة ، يمكن أن تتحول مؤقتًا إلى أزواج من الإلكترونات والبوزيترونات "الافتراضية" ، والتي تتأثر بالمجال المغناطيسي الفائق القوة للنجم المغناطيسي حتى في الفراغ. هذه العملية تسمى "الانكسار الفراغي". بالاقتران مع عملية ذات صلة ، انكسار البلازما ، يتم تهيئة الظروف لقطبية الأشعة السينية عالية الطاقة لتقلب بمقدار 90 درجة فيما يتعلق بالأشعة السينية منخفضة الطاقة.
ويلاحظ الباحث أن الدراسةتسمح الأشعة السينية المأخوذة من بعض أكثر الأجسام تطرفاً في الكون ، بما في ذلك النجوم النيوترونية والثقوب السوداء ، للعلماء باستكشاف سلوك المادة في ظل ظروف لا يمكن تكرارها في المختبر ، وتساهم في فهم جمال الكون وتنوعه.
قراءة المزيد:
رأى العلماء لأول مرة كيف يلتهم النجم الكوكب: هذا ، في النهاية ، ينتظر الأرض
تم العثور على اثنين من الأرض الفائقة على حافة المنطقة الصالحة للسكن: أحدهما لديه درجة حرارة مريحة
فحص العلماء الدماغ المحتضر وأخبروا بما وجدوه
على الغلاف: رسم توضيحي فني للمغنطيس 4U 0142 + 61 وقرص الحطام المحيط به. الصورة: NASA / JPL-Caltech