Image Image Image Image Image Image Image Image Image Image

Новости астрономии и астрофизики — The Universe Times | 19.10.2017

Scroll to top

Top

Нет комментариев

Нейтронная звезда RX J1856.5-3754 доказала эффект двойного вакуумного лучепреломления

shortstoryf

Исследуя световой поток, исходящий из чрезвычайно плотной нейтронной звезды, обладающей очень сильным магнитным полем, астрономы смогли наблюдать первые признаки странного квантового эффекта, первоначально предсказанного в 30-х годах XX века. Наблюдения проводились с помощью Очень Большого Телескопа (VLT), расположенного в Европейской Южной Обсерватории. Поляризация наблюдаемого света указывает на то, что пустое пространство вокруг нейтронной звезды испытывает квантовый эффект, известный как вакуумное двойное лучепреломление.

Команда учёных, которую возглавлял Роберто Мигнани из Национального института астрофизики Италии, с использованием VLT в Чили наблюдала нейтронную звезду RX J1856.5-3754, расположенную на расстоянии приблизительно 400 световых лет от Земли. Этот объект является частью группы нейтронных звёзд, известных как «Великолепная семёрка». Они представляют собой одиночные нейтронные звёзды, у которых нет других компаньонов, не испускают радиоволн, как пульсары, и не окружены веществом из сверхновой звезды-прародителя.

Несмотря на то, что RX J1856.5-3754 является одной из самых близких к нам нейтронных звёзд. Она окружена такой темнотой, что астрономы смогли наблюдать её в видимом свете только с использованием специального прибора FORS2, качество работы которого уже сейчас ограничено отсутствием более совершенных технологий, то есть наблюдения проводились на максимальных возможностях современных технологий.

Нейтронные звёзды являются очень плотными ядрами крупных звёзд, которые были больше нашего Солнца минимум в 10 раз. В конце своей жизни эти звёзды взорвались в качестве сверхновых, а в настоящее время эти объекты обладают экстремальными магнитными полями, которые превышают поле Солнца в миллиарды раз и пронизывают не только их внешнюю оболочку, но и окружающую среду.

RX J1856.5-3754

Область пространства вокруг нейтронной звезды RX J1856.5-3754. Источник: ESO/Digitized Sky Survey 2

Как оказалось, магнитные поля у нейтронных звёзд настолько сильны, то они могут влиять на свойства пустого пространства вокруг изучаемого объекта. Мы привыкли считать вакуум абсолютно пустым пространством, сквозь которое может пройти луч света и не подвергнуться какому-то изменению. Но, в квантовой электродинамике квантовая теория, описывающая взаимодействие между фотонами и заряженными частицами, такими как электроны, гласит, что пространство полно виртуальных частиц, которые всё время появляются и исчезают. Очень сильные магнитные поля могут изменить это пространство так, чтобы оно начало влиять на поляризацию света, проходящего сквозь него.

«Согласно квантовой электродинамике сильно намагниченный вакуум ведёт себя как призма для распространения света. Как раз этот эффект и известен как вакуумное двойное лучепреломление», — объясняет Роберто Мигнани.

Среди многих предсказаний квантовой электродинамики двойное лучепреломление до сих пор являлось менее экспериментально доказанной. Попытки обнаружить этот эффект в лаборатории за прошедшие 80 лет с момента его предсказания Гансом Генрихом Ойлером не увенчались успехом.

«Этот эффект может быть обнаружен только в присутствии чрезвычайно сильных магнитных полей, таких, которые мы обнаруживаем вокруг нейтронных звёзд. Это ещё раз доказывает нам тот факт, что эти космические объекты являются неоценимыми лабораториями, в которых можно изучать фундаментальные законы природы», — Роберто Туролья из Падуанского университета.

RX J1856.5-3754

Область пространства вокруг нейтронной звезды RX J1856.5-3754, как это видит телескоп VLT. Съёмка проводилась с использованием трёх фильтров на приборе FORS2. Внизу и левее от центра виден астероид, цвет которого варьируется от фильтра. Сама нейтронная звезда RX J1856.5-3754 находится в центре изображения. Источник: ESO

После тщательного анализа данных от VLT астрономы обнаружили линейную поляризацию, что, по их словам, может происходить именно из-за эффекта вакуумного двойного лучепреломления, возникающего в области пространства вокруг RX J1856.5-3754. Есть и другие процессы, которые могут поляризовать звёздный свет, когда он движется сквозь космическое пространство, например, возникновение поляризации, возникающей в результате рассеяния света от зёрен космической пыли. Были тщательно исследованы все возможности, но в итоге сформировалось мнение о том, что поляризация волн света от нейтронной звезды в этом случае могла возникнуть только в случае с двойным лучепреломлением.

«RX J1856.5-3754 — самый тусклый объект, для которого когда-либо измерялась поляризация. Чтобы добиться такого результата нам потребовался один из самых больших и эффективных телескопов в мире, а также точные аналитические методы, чтобы выделить нужный нам сигнал от такой неяркой звезды. Большая линейная поляризация, которую мы измерили с VLT, не может быть с лёгкостью объяснена нашими моделями, если мы не будем в них включать эффекты двойного лучепреломления, предсказанные в квантовой электродинамике. Таким образом, это исследование является самым первым внелабораторным наблюдением в поддержку теорий, возникающих в чрезвычайно сильных магнитных полях».

По информации Европейской Южной Обсерватории.

Оставьте комментарий

Добавить комментарий

Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru Лицензия Creative Commons «The Universe Times» Google