یک ستاره با سطحی جامد و بدون جو شناسایی شد

به گزارش تی ای، در این مطالعه که توسط محققان کالج دانشگاهی لندن انجام شد، محققان یک نشانه در نور پرتو ایکس منتشر شده از یک ستاره مرده بسیار مغناطیسی موسوم به مگنتار را گزارش کردند.  مَگنِت‌اَختَر یا مگنتار(Magnetar) یا ستاره مغناطیسی(مغنااختر) نوعی ستاره نوترونی است که میدان مغناطیسی بسیار نیرومندی دارد.

محققان در این مطالعه به مشاهدات آی‌ایکس‌پی‌ای از مگنتاری به نام" ۴U ۰۱۴۲+۶۱" پرداختند. این مگنتار تقریبا در فاصله ۱۳ هزار سال نوری دورتر از زمین و در صورت فلکی ذات‌الکرسی قرار دارد. این اولین باری بود که نور پرتو ایکس قطبی شده حاصل از یک مگنتار مشاهده شد.

در حین بررسی داده‌ها، محققان نسبت بسیار کمتر از حد انتظار از نور قطبی شده‌ای را در حین عبور پرتوهای ایکس از اتمسفر شناسایی کردند. محققان همچنین کشف کردند که برای ذرات نور با انرژی بالاتر، زاویه قطبش دقیقا ۹۰ درجه در مقایسه با نور با انرژی پایین‌تر، تغییر می‌کند.

پروفسور "سیلویا زین"(Silvia Zane) از محققان این مطالعه گفت: این کاملا غیرمنتظره بود. من متقاعد شده بودم که یک جو باید وجود داشته باشد. گاز این ستاره به نقطه اوج خود رسیده و جامد شده بود و این روش مشابه روشی است که در آن آب ممکن است به یخ تبدیل شود. این نتیجه میدان مغناطیسی فوق العاده قوی ستاره است. اما مانند آب، دما نیز یک عامل است و گاز داغ‌تر برای جامد شدن به میدان مغناطیسی قوی‌تری نیاز دارد.

وی افزود: گام بعدی مشاهده ستارگان نوترونی داغ‌تر با میدان مغناطیسی مشابه است تا بررسی کنیم که چگونه تعامل بین دما و میدان مغناطیسی بر خواص سطح ستاره تاثیر می‌گذارد.

دکتر "روبرتو تاورنا"(Roberto Taverna) نویسنده اصلی این مطالعه گفت: مهیج‌ترین ویژگی که می‌توانیم مشاهده کنیم، تغییر جهت قطبش با زاویه قطبش دقیقا ۹۰ درجه با انرژی است. این نتایج با آنچه مدل‌های نظری پیش‌بینی می‌کنند مطابقت دارد و تایید می‌کند که مگنتارها در واقع دارای میدان‌های مغناطیسی فوق‌العاده قوی هستند.

طبق نظریه کوانتوم، یک محیط به شدت مغناطیسی شده باعث می‌شود نور در دو جهت قطبی شود: موازی با میدان مغناطیسی و عمود بر آن. مقدار و جهت قطبش مشاهده شده اطلاعاتی را ارائه می‌دهد که تاکنون در دسترس نبود و نشانه‌ای از ساختار میدان مغناطیسی و حالت فیزیکی مواد در ناحیه این ستاره نوترونی را برجای می‌گذارد. در انرژی‌های بالا، فوتون‌هایی که به‌صورت عمود بر میدان مغناطیسی قطبیده شده‌اند، بر آن غالب می‌شوند و در نتیجه نوسان قطبش ۹۰ درجه‌ای مشاهده می‌شود.

تاورنا افزود: قطبی شدن در انرژی‌های پایین به ما می‌گوید که میدان مغناطیسی احتمالا آنقدر قوی است که جو اطراف ستاره را به جامد یا مایع تبدیل می‌کند و این پدیده‌ای است که به عنوان تراکم مغناطیسی(magnetic condensation) شناخته می‌شود. تصور می‌شود که پوسته جامد این ستاره از شبکه‌ای از یون‌ها تشکیل شده است که توسط میدان مغناطیسی در کنار هم نگه داشته شده‌اند. اتم‌ها کروی نیستند، بلکه در جهت میدان مغناطیسی کشیده می‌شوند. اینکه آیا مگنتارها و سایر ستارگان نوترونی جو دارند یا نه، هنوز مورد بحث است. با این حال، نتایج مقاله جدید اولین مشاهده از یک ستاره نوترونی را ارائه می‌دهد که در آن پوسته جامد توضیح قابل اعتمادی در این باره ارائه می‌کند.