חוקר קורנל דונג לאי חקר את הקיטוב הבלתי רגיל של קרני רנטגן מ
בשנת 2022, הלוויין IXPE של נאס"א נצפהmagnetar 4U 0142 + 61, ממוקם במרחק של כ-13 אלף שנות אור מכדור הארץ בקבוצת הכוכבים קסיופיה. מגנטר הוא שריד צפוף וחם של כוכב מסיבי עם שדה מגנטי פי 100 טריליון מזה של כוכב הלכת שלנו. ניתוח הנתונים הראה שקרני הרנטגן באנרגיה נמוכה וגבוהה מקוטבים בצורה שונה, והשדות האלקטרומגנטיים מכוונים בזוויות ישרות זה לזה.
התבוננות זו סותרת מושגים קודמים.החוקרים האמינו שהמגנטר צריך ליצור קרני רנטגן מקוטבות מאוד. המשמעות היא ששדה הקרינה האלקטרומגנטית אינו רוטט באקראי, אלא יש לו כיוון מועדף.
כדי להסביר את האפקט יוצא הדופן, האסטרופיזיקאיהשתמשו באלקטרודינמיקה קוונטית. תיאוריה זו, המתארת את האינטראקציות המיקרוסקופיות בין אלקטרונים לפוטונים, חוזה שכאשר פוטוני רנטגן עוזבים את האטמוספירה הדקה של הגז הממגנט החם או הפלזמה של כוכב נויטרונים, הם עוברים שלב הנקרא תהודה ואקום.
בתנאים אלה, פוטונים שאין להם משלהםמטען, יכול להפוך זמנית לזוגות של אלקטרונים ופוזיטרונים "וירטואליים", המושפעים מהשדה המגנטי הסופר חזק של המגנטי אפילו בוואקום. תהליך זה מכונה "שבירה דו-פעמית של ואקום". בשילוב עם תהליך קשור, שבירה דו-פעמית של פלזמה, נוצרים התנאים לתנודות הקוטביות של קרני רנטגן באנרגיה גבוהה ב-90 מעלות ביחס לקרני רנטגן באנרגיה נמוכה.
החוקר מציין כי המחקרצילומי רנטגן מכמה מהעצמים הקיצוניים ביותר של היקום, כולל כוכבי נויטרונים וחורים שחורים, מאפשרים למדענים לחקור את התנהגות החומר בתנאים שלא ניתן לשכפל במעבדה, ותורם להבנת היופי והמגוון של היקום.
קרא עוד:
מדענים ראו לראשונה כיצד כוכב טורף את כוכב הלכת: זה, בסופו של דבר, מחכה לכדור הארץ
שני כדורי-על שנמצאו בקצה אזור המגורים: לאחד מהם טמפרטורה נוחה
מדענים בחנו את המוח הגוסס וסיפרו מה הם מצאו
על הכריכה: איור אומנותי של המגנטר 4U 0142+61 ודיסק הפסולת שמסביבו. תמונה: NASA/JPL-Caltech