Prva direktna mjerenja magnetnih polja pulsara potvrdila dugogodišnju teoriju
NASA-in teleskop IXPE prvi put je direktno izmjerio magnetna polja pulsara PSR J1101−6101 u svjetioničarskoj maglini, potvrdivši da se magnetno polje poravnava sa tokom čestica u filamentu.
Naučnici su prvi put direktno izmjerili magnetna polja pulsara PSR J1101−6101, koji se nalazi unutar takozvane svjetioničarske magline (Lighthouse Nebula). Rezultati, objavljeni u časopisu Astrophysical Journal, pružaju novi uvid u strukturu nekih od najekstremnijih objekata u svemiru. Mjerenja je izvršio NASA-in svemirski opservatorij IXPE (Imaging X-ray Polarimetry Explorer), koji je u junu 2025. godine proveo gotovo 18 dana posmatrajući ovu maglinu, kako je saopštila NASA.
Astronomi su proučavali dva uska rendgenska produžetka koja izlaze iz pulsara kako bi bolje razumjeli interakciju elektrona, koji se kreću brzinom bliskom brzini svjetlosti, sa ovim energetskim sistemom. Duži produžetak poznat je kao „filament“, a kraći kao „trag“. Kada čestice visoke energije sa pulsara udare u gas međuzvjezdanog prostora, formiraju pramčani udar, sličan talasu na pramcu broda. Većina čestica tada ostaje zarobljena iza ovog udara, formirajući turbulentni trag.
Još od 2008. godine istraživači su sumnjali da čestice s najvišom energijom bježu kroz taj pramčani udar u međuzvjezdani prostor i da zatim teku duž linija magnetnog polja galaksije, stvarajući dugačak, tanak filament magline. „Željeli smo da testiramo tu teoriju“, izjavio je Džek Dinsmor (Jack Dinsmore), student postdiplomskih studija na Univerzitetu Stenford i vođa istraživanja. Dodao je da bi odlučujući dokaz bio mjerenje polarizacije svjetlosti, što ukazuje na smjer magnetnog polja: ako je polje usmjereno duž filamenta, to bi potvrdilo da čestice teku duž njega.
Jedan od izazova bilo je to što je svjetioničarska maglina relativno blijeda. Da bi prevazišli ovaj problem, naučnici iz IXPE tima razvili su napredne metode analize koje koriste i najmanji djelić podataka, izbjegavajući pojednostavljivanja koja bi mogla ograničiti informacije. Njihova analiza je sa pouzdanošću većom od 99 odsto potvrdila da je magnetno polje zaista poravnato sa tokom čestica.
Iako paralelni smjer potvrđuje modele kretanja čestica, izmjereni stepen polarizacije bio je dovoljno visok da otvori i nova pitanja. „Mnogi modeli za filamente podrazumijevaju snažnu magnetnu turbulenciju“, rekao je Rodžer Romani (Roger Romani), profesor na Univerzitetu Stenford i koautor rada. „Visok stepen polarizacije koji smo izmjerili ukazuje na nižu turbulenciju nego što takvi modeli zahtijevaju.“
Posmatranja opservatorije IXPE takođe su pokazala da magnetno polje odgovorno za rendgensku emisiju mora biti paralelno sa tragom. Međutim, autori su prikupili i podatke sa radio-frekvencija koji pokazuju magnetno polje usmjereno gotovo pod pravim uglom. „Upečatljiva razlika u orijentacijama magnetnog polja uočena između radio i rendgenskih talasnih dužina predstavlja ubjedljiv dokaz za visoko strukturiranu prirodu ovih objekata“, izjavio je Nikolo Bučantini (Niccolò Bucciantini) iz Italijanskog nacionalnog instituta za astrofiziku, takođe koautor studije, a prenosi NASA. Prema njegovim riječima, ovo je prva jasna indicija da čestice različitih energija zauzimaju odvojene regione unutar sistema, što sugeriše prisustvo višestrukih, i potencijalno veoma različitih, mehanizama ubrzavanja.
Pulsar je vrsta neutronske zvijezde sa snažnim magnetnim poljem koja se okreće neverovatno brzo; pulsar u centru svjetioničarske magline rotira 16 puta u sekundi. Neutronske zvijezde su ostaci jezgara masivnih zvijezda, koji sadrže masu veću od Sunčeve, ali sabijenu u prostor veličine grada, što ih čini prirodnim laboratorijama za proučavanje ekstremne fizike. Misiju IXPE zajednički vode NASA i Italijanska svemirska agencija, uz partnere i naučne saradnike iz 12 zemalja.