Cornell výzkumník Dong Lai studoval neobvyklou polarizaci rentgenového záření z
V roce 2022 pozoroval satelit IXPE NASAmagnetar 4U 0142 + 61, který se nachází ve vzdálenosti asi 13 tisíc světelných let od Země v souhvězdí Cassiopeia. Magnetar je hustý a horký zbytek masivní hvězdy s magnetickým polem 100 bilionkrát větším než naše planeta. Analýza dat ukázala, že rentgenové záření s nižší a vyšší energií je polarizováno odlišně a elektromagnetická pole jsou vůči sobě orientována v pravém úhlu.
Toto pozorování je v rozporu s předchozími koncepty.Vědci věřili, že magnetar by měl generovat vysoce polarizované rentgenové záření. To znamená, že pole elektromagnetického záření nevibruje náhodně, ale má preferovaný směr.
Aby vysvětlil neobvyklý efekt, astrofyzikpoužívaná kvantová elektrodynamika. Tato teorie, která popisuje mikroskopické interakce mezi elektrony a fotony, předpovídá, že když rentgenové fotony opustí tenkou atmosféru horkého magnetizovaného plynu nebo plazmy neutronové hvězdy, projdou fází zvanou vakuová rezonance.
Za těchto podmínek fotony, které nemají vlastnínáboj, se může dočasně změnit na páry „virtuálních“ elektronů a pozitronů, na které působí supersilné magnetické pole magnetaru i ve vakuu. Tento proces se nazývá „vakuový dvojlom“. V kombinaci s navazujícím procesem, plazmatickým dvojlomem, jsou vytvořeny podmínky pro to, aby polarita vysokoenergetického rentgenového záření kolísala o 90° vzhledem k nízkoenergetickému rentgenovému záření.
Výzkumník poznamenává, že studieRentgenové záření některých nejextrémnějších objektů ve vesmíru, včetně neutronových hvězd a černých děr, umožňuje vědcům prozkoumat chování hmoty za podmínek, které nelze v laboratoři replikovat, a přispívá k pochopení krásy a rozmanitosti vesmíru.
Přečtěte si více:
Vědci poprvé viděli, jak hvězda požírá planetu: to nakonec čeká Zemi
Dvě superzemě nalezené na okraji obyvatelné zóny: jedna z nich má příjemnou teplotu
Vědci zkoumali umírající mozek a řekli, co našli
Na obálce: umělecká ilustrace magnetaru 4U 0142+61 a jeho okolního troskového disku. Obrázek: NASA/JPL-Caltech