マグネターは、超強力な磁場を持つ中性子星で、X 線で観測できます。 偏光測定は、それらの磁場と表面特性に関する情報を提供できます。 現在、NASA/ASI Imaging X-ray Polarimetry Explorer (IXPE) を使用している天文学者は、4U 0142+61 (PSR J0146+6145) と呼ばれる銀河マグネターからの偏光 X 線を観測しました。
マグネターのアーティストの印象。 画像クレジット: NASA のゴダード宇宙飛行センター / S. Wiessinger。
マグネターは、地球の磁場の約1000兆倍の磁場を持つ中性子星です。
これらの巨大な磁場は、大質量星のコアの崩壊によって急速に回転する中性子星が形成されるときに生成されると考えられています。
マグネターは明るい X 線を放出し、不規則な活動期間を示します。バーストとフレアの放出は、太陽が 1 年間に放出するエネルギーの数百万倍の量をわずか 1 秒で放出する可能性があります。
IXPE 天文台を使用して、パドバ大学の天体物理学者 Roberto Taverna と同僚は、カシオペア座で約 13,000 光年離れたマグネターである 4U 0142+61 からの偏光 X 線を検出しました。
彼らは、X線が大気を通過した場合に予想されるよりも、偏光の割合がはるかに低いことを発見しました。
彼らはまた、高エネルギーの光の粒子の場合、低エネルギーの光と比較して偏光の角度が正確に 90 度反転することを発見しました。電流。
「これは完全に予想外でした。 雰囲気があると確信していました」とユニバーシティ カレッジ ロンドンのシルビア ゼイン教授は述べています。
「星のガスは転換点に達し、水が氷に変わるのと同じように固体になります。 これは、星の信じられないほど強い磁場の結果です。」
「しかし、水と同じように、温度も要因です。より高温のガスが固体になるには、より強い磁場が必要になります。」
「私たちが観察できる最もエキサイティングな特徴は、偏光方向がエネルギーとともに変化し、偏光角度が正確に 90 度スイングすることです」と Taverna 博士は述べています。
「これは、理論モデルが予測したものと一致しており、マグネターが実際に超強力な磁場に恵まれていることを確認しています。」
「低エネルギーでの偏極は、磁場が非常に強く、星の周りの大気を固体または液体に変える可能性が高いことを示しています。これは、磁気凝縮として知られている現象です」とパドバ大学のロベルト・トゥローラ教授は述べています。
「星の固体地殻は、磁場によって保持されたイオンの格子で構成されていると考えられています。 原子は球状ではなく、磁場の方向に引き伸ばされます。」
「マグネターや他の中性子星に大気があるかどうかは、まだ議論の対象です。」
「しかし、新しい論文は中性子星の最初の観測であり、固体の地殻が信頼できる説明です。」
ブリティッシュ コロンビア大学の Jeremy Heyl 教授は、次のように述べています。
「それにもかかわらず、適切な数値シミュレーションがまだ不足している IXPE データを説明する代替モデルも調査しています。」
調査結果はジャーナルに表示されます 化学.
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ロベルト・タベルナ その他. マグネターからの偏光 X 線。 化学、2022 年 11 月 3 日にオンラインで公開。 ドイ: 10.1126/science.add0080
