Cornellin tutkija Dong Lai tutki röntgensäteiden epätavallista polarisaatiota
Vuonna 2022 NASAn IXPE-satelliitti havaitsimagnetar 4U 0142 + 61, joka sijaitsee noin 13 tuhannen valovuoden etäisyydellä Maasta Cassiopeian tähdistössä. Magnetaari on massiivisen tähden tiheä ja kuuma jäännös, jonka magneettikenttä on 100 biljoonaa kertaa planeettamme magneettikenttä. Aineiston analysointi osoitti, että pienemmän ja korkeamman energian röntgensäteet polarisoituvat eri tavalla ja sähkömagneettiset kentät ovat suorassa kulmassa toisiinsa nähden.
Tämä havainto on ristiriidassa aikaisempien käsitysten kanssa.Tutkijat uskoivat, että magnetaarin pitäisi tuottaa erittäin polarisoituneita röntgensäteitä. Tämä tarkoittaa, että sähkömagneettinen säteilykenttä ei värähtele satunnaisesti, vaan sillä on haluttu suunta.
Selittääkseen epätavallisen vaikutuksen, astrofyysikkokäytetty kvanttielektrodynamiikka. Tämä teoria, joka kuvaa elektronien ja fotonien välisiä mikroskooppisia vuorovaikutuksia, ennustaa, että kun röntgenfotonit poistuvat neutronitähden kuuman magnetisoidun kaasun tai plasman ohuesta ilmakehästä, ne käyvät läpi vaiheen, jota kutsutaan tyhjiöresonanssiksi.
Näissä olosuhteissa fotoneja, joilla ei ole omiavaraus, voi tilapäisesti muuttua "virtuaalisten" elektronien ja positronien pareiksi, joihin magnetaarin supervoimakas magneettikenttä vaikuttaa jopa tyhjiössä. Tätä prosessia kutsutaan "tyhjiökaistaitaitteeksi". Yhdessä siihen liittyvän prosessin, plasmakaksitaitteen kanssa, luodaan olosuhteet korkeaenergisten röntgensäteiden napaisuuden vaihtelulle 90° suhteessa matalaenergisiin röntgensäteisiin.
Tutkija huomauttaa, että tutkimusJoistakin maailmankaikkeuden äärimmäisistä kohteista, kuten neutronitähdistä ja mustista aukoista, peräisin olevat röntgensäteet antavat tutkijoille mahdollisuuden tutkia aineen käyttäytymistä olosuhteissa, joita ei voida jäljitellä laboratoriossa, ja auttaa ymmärtämään universumin kauneutta ja monimuotoisuutta.
Lue lisää:
Tiedemiehet näkivät ensin, kuinka tähti nielee planeetan: tämä lopulta odottaa Maata
Asumisvyöhykkeen reunalta löytyi kaksi supermaata: toisessa on mukava lämpötila
Tiedemiehet tutkivat kuolevat aivot ja kertoivat, mitä he löysivät
Kannessa: taiteellinen kuva 4U 0142+61 magnetaarista ja sitä ympäröivästä roskalevystä. Kuva: NASA/JPL-Caltech