코넬 대학의 Dong Lai 연구원은 X선의 특이한 편광을 연구했습니다.
2022년 NASA의 IXPE 위성이 관측한magnetar 4U 0142 + 61은 카시오페이아자리 방향으로 지구로부터 약 13,000광년 떨어진 곳에 위치하고 있습니다. 마그네타는 우리 행성의 100조 배에 달하는 자기장을 가진 무거운 별의 밀도가 높고 뜨거운 잔해입니다. 데이터를 분석한 결과 낮은 에너지와 높은 에너지의 X선은 서로 다르게 편광되고 전자기장은 서로 직각을 이룹니다.
이 관찰은 이전 개념과 모순됩니다.연구원들은 마그네타가 고도로 편광된 X선을 생성해야 한다고 믿었습니다. 이것은 전자기 복사장이 무작위로 진동하지 않고 선호하는 방향을 가지고 있음을 의미합니다.
특이한 효과를 설명하기 위해 천체 물리학자는양자 전기 역학을 사용했습니다. 전자와 광자 사이의 미세한 상호 작용을 설명하는 이 이론은 X선 광자가 뜨거운 자화 가스 또는 중성자별 플라즈마의 얇은 대기를 떠날 때 진공 공명이라는 단계를 거친다고 예측합니다.
이러한 조건에서 자신의전하는 진공 상태에서도 마그네타의 초강력 자기장의 영향을 받는 "가상" 전자와 양전자 쌍으로 일시적으로 변할 수 있습니다. 이 과정을 "진공 복굴절"이라고 합니다. 관련 공정인 플라즈마 복굴절과 결합하여 고에너지 X선의 극성이 저에너지 X선에 대해 90° 변동하는 조건이 생성됩니다.
연구원은 연구가중성자별과 블랙홀을 포함하여 우주에서 가장 극한의 물체에서 나오는 X선은 과학자들이 실험실에서 복제할 수 없는 조건에서 물질의 거동을 탐구할 수 있게 해주며 우주의 아름다움과 다양성을 이해하는 데 기여합니다.
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표지: 4U 0142+61 마그네타와 주변 잔해 원반의 예술적인 삽화. 이미지: NASA/JPL-Caltech