Cornell-forsker Dong Lai studerede den usædvanlige polarisering af røntgenstråler fra
I 2022 observerede NASAs IXPE-satellitmagnetar 4U 0142 + 61, beliggende i en afstand af omkring 13 tusind lysår fra Jorden i stjernebilledet Cassiopeia. En magnetar er den tætte og varme rest af en massiv stjerne med et magnetfelt, der er 100 billioner gange vores planets. Analyse af dataene viste, at røntgenstråler med lavere og højere energi er polariseret forskelligt, og de elektromagnetiske felter er orienteret i rette vinkler på hinanden.
Denne observation modsiger tidligere begreber.Forskerne mente, at magnetaren skulle generere stærkt polariserede røntgenstråler. Det betyder, at det elektromagnetiske strålingsfelt ikke vibrerer tilfældigt, men har en foretrukken retning.
For at forklare den usædvanlige effekt, astrofysikerenbrugt kvanteelektrodynamik. Denne teori, som beskriver de mikroskopiske interaktioner mellem elektroner og fotoner, forudsiger, at når røntgenfotoner forlader den tynde atmosfære af den varme magnetiserede gas eller plasma fra en neutronstjerne, går de gennem en fase kaldet vakuumresonans.
Under disse forhold, fotoner, der ikke har deres egneladning, kan midlertidigt blive til par af "virtuelle" elektroner og positroner, som påvirkes af magnetarens superstærke magnetfelt selv i vakuum. Denne proces kaldes "vakuum dobbeltbrydning". I kombination med en beslægtet proces, plasma dobbeltbrydning, skabes betingelserne for, at polariteten af højenergi røntgenstråler kan svinge med 90° i forhold til lavenergi røntgenstråler.
Forskeren bemærker, at undersøgelsenRøntgenstråler fra nogle af universets mest ekstreme objekter, herunder neutronstjerner og sorte huller, gør det muligt for forskere at udforske stoffets adfærd under forhold, der ikke kan replikeres i laboratoriet, og bidrager til at forstå universets skønhed og mangfoldighed.
Læs mere:
Forskere så først, hvordan en stjerne fortærer planeten: dette venter i sidste ende på Jorden
To superjorde fundet på kanten af den beboelige zone: en af dem har en behagelig temperatur
Forskere undersøgte den døende hjerne og fortalte, hvad de fandt
På omslaget: en kunstnerisk illustration af 4U 0142+61 magnetaren og dens omgivende affaldsskive. Billede: NASA/JPL-Caltech