علمیان با استفاده از تلسکوپ فضایی IXPE ناسا، برای اولین بار میدان مغناطیسی اطراف یک پلسرِ فوقالعادهسرعت را بهصورت مستقیم اندازهگیری و ترسیم کردهاند. این کشف، نظریههای دیرباز را درباره نحوه جریان ذرات پرانرژی در امتداد خطوط میدان مغناطیسی کهکشان راه شیری تأیید کرد و پدیدهای را فاش ساخت که مدلهای فعلی قادر به توضیح آن نبودهاند.
پلسر PSR J1101−6101: یک «مناره» کهکشانی با دمِ اشعهایکس
پلسر PSR J1101−6101، که به سبب شکل ظاهری سبکه-around خود «مناره» (Lighthouse) نامیده میشود، یک ستاره نوترونی است که حدود ۱۶ بار در ثانیه میچرخد. این ستاره نوترونی، باقیماندهی فشردهی یک سوپرنواست که با یک «کوبش» گرانشی قدرتمند خارج از مرکز، با سرعتهای فوقصوتی در میانverages کهکشان میدود.
در حین حرکت، این پلسر یک دمِ درخشان اشعهایکس و یک فیلامنت باریک، تقریباً عمودی بر جهت حرکت خود را به جا میگذارد. نجومدانان lâu زمانی پیشبینی میکردند که این فیلامنت، مسیر فرار الکترونهای پرانرژی در امتداد خطوط میدان مغناطیسی کهکشان است، اما شواهد المباشرة را نداشتند.
مأموریت IXPE: چشمانی برای دیدن نامرئی
برخلاف تلسکوپهای معمول اشعهایکس که تنها شدت نور را میسنجند، IXPE (Imaging X-ray Polarimetry Explorer) قطبیت اشعهایکسها — یعنی جهت ترجیحی نوسان میدانهای الکتریکی — را میسنجد. این قابلیت به دانشمندان اجازه میدهد تا هندسهی میدانهای مغناطیسیِ نامرئی را بازسازی کنند.
چون سبکه «مناره» در باند اشعهایکس نسبتاً کمرنگ است، تیم محققان — با رهبری جک دینسمور، دانشجوی لیسانس دانشگاه استنفورد — تکنیکهای تحلیل نوینی توسعه دادند تا حداکثر اطلاعات را از مشاهدات استخراج کنند.
یافتههای کلیدی: نظم غافلگیرکننده در میانِ آشوب
- تأیید جریان در امتداد خطوط میدان: میدان مغناطیسی بهصورت موازی با فیلامنت دراز irány دارد، اثبات میکند ذرات پرانرژی در امتداد خطوط میدان مغناطیسی کهکشان جریان مییابند.
- سفالگرایی (Polarization) بینظیر: سیگنال قطبیت بسیار قوی، نشان میدهد که فیلامنت حاوی بیثباتی مغناطیسی بسیار کمتر از پیشبینی مدلهای نظری است.
- واگرایی در طولهای موج مختلف: اختلاف چشمگیر در جهتگیری میدان بین مشاهدات رادیویی و اشعهایکس، دلیلی بر سازماندهی vysokو ساختاریافته و وجود مکانیسمهای تسریع متعدد و متمایز برای ذرات با انرژیهای مختلف است.
«واگرایی برجسته در جهتگیریهای میدان مغناطیسی که بین طولهای موج رادیویی و اشعهایکس مشاهده شده، دليل قاطعی بر طبیعت عاليه ساختارمند این اشیاء ارائه میدهد. این اولین نشانه واضح است که ذرات با انرژیهای مختلف مناطق متمایزی در سیستم را اشغال میکنند.»
چرا این کشف مهم است؟
پلسرهای سریعحرکت مانند PSR J1101−6101، آزمایشگاههای طبیعی برای فیزیک در شرایط اکستریم هستند. درک نحوه تزریق ذرات پرانرژی توسط این اجسام به محیط میانستارهای، به حل معماهای پرمانده در شهابهای کهکشان، تکامل کهکشانها، و فیزیک پلسرها کمک میکند. نتایج این مطالعه، منتشرشده در The Astrophysical Journal در ۹ جولای،وذج جدیدی برای شبیهسازی انتقال ذرات در میدانهای مغناطیسی کهکشان فراهم میکند.
آیندهی کاوشهای قطبیتسنجی اشعهایکس
موفقیت IXPE در اندازهگیری قطبیت از یک منبع کمرنگ چون سبکه «مناره»، پتانسیل شگفتانگیز این مأموریت برای کاوش دهها پلسر، بقایای سوپرنووا، و سياهچالهها را آشکار کرد. محققان اکنون قصد دارند با مشاهدات پی در پی، نقشهی جامعتری از معماری مغناطیسی کهکشان ما ترسیم کنند.
