अध्ययन: चुंबकीय मृत तारे की एक ठोस सतह होने की संभावना

वाशिंगटन : अत्यधिक चुम्बकित मृत तारे द्वारा उत्सर्जित एक्स-रे प्रकाश में एक हस्ताक्षर जिसे मैग्नेटर के रूप में जाना जाता है, यह दर्शाता है कि तारे की एक ठोस सतह है जिसमें कोई वातावरण नहीं है।

टीम ने पृथ्वी से लगभग 13,000 प्रकाश वर्ष दूर कैसिओपिया तारामंडल में स्थित मैग्नेटर 4U 0142+61 के IXPE के अवलोकन को देखा। यह पहली बार था जब किसी मैग्नेटर से ध्रुवीकृत एक्स-रे प्रकाश देखा गया था।

मैग्नेटर्स न्यूट्रॉन तारे हैं जो बड़े पैमाने पर सितारों के बहुत घने अवशेष हैं जो अपने जीवन के अंत में सुपरनोवा के रूप में विस्फोट कर चुके हैं। अन्य न्यूट्रॉन सितारों के विपरीत, उनके पास ब्रह्मांड में सबसे शक्तिशाली चुंबकीय क्षेत्र है। वे उज्ज्वल एक्स-रे का उत्सर्जन करते हैं और गतिविधि की अनिश्चित अवधि दिखाते हैं, फटने और भड़कने के उत्सर्जन के साथ जो एक वर्ष में हमारे सूर्य द्वारा उत्सर्जित ऊर्जा की मात्रा को केवल एक सेकंड में लाखों गुना अधिक मात्रा में जारी कर सकता है। माना जाता है कि वे अपने अल्ट्रा-शक्तिशाली चुंबकीय क्षेत्रों द्वारा संचालित होते हैं, जो मानक न्यूट्रॉन सितारों की तुलना में 100 से 1,000 गुना अधिक मजबूत होते हैं।

शोध दल ने ध्रुवीकृत प्रकाश का अनुपात अपेक्षा से बहुत कम पाया यदि एक्स-रे वातावरण से होकर गुजरे। (ध्रुवीकृत प्रकाश वह प्रकाश होता है, जहां सभी तरंगें एक ही दिशा में होती हैं - अर्थात विद्युत क्षेत्र केवल एक तरह से कंपन करते हैं। एक वातावरण एक फिल्टर के रूप में कार्य करता है, जो प्रकाश की केवल एक ध्रुवीकरण स्थिति का चयन करता है।)

टीम ने यह भी पाया कि, उच्च ऊर्जा पर प्रकाश के कणों के लिए, ध्रुवीकरण के कोण - विग्गल - कम ऊर्जा पर प्रकाश की तुलना में बिल्कुल 90 डिग्री तक फ़्लिप किया गया, निम्नलिखित सैद्धांतिक मॉडल भविष्यवाणी करेंगे कि स्टार के पास एक ठोस परत है या नहीं विद्युत धाराओं से भरे बाहरी मैग्नेटोस्फीयर द्वारा।

सह-प्रमुख लेखक प्रोफेसर सिल्विया ज़ेन (यूसीएल मुलार्ड स्पेस साइंस लेबोरेटरी), IXPE विज्ञान टीम के एक सदस्य ने कहा: "यह पूरी तरह से अप्रत्याशित था। मुझे विश्वास था कि एक वातावरण होगा। तारे की गैस एक टिपिंग बिंदु पर पहुंच गई है और बन गई है इसी तरह ठोस है कि पानी बर्फ में बदल सकता है। यह तारे के अविश्वसनीय रूप से मजबूत चुंबकीय क्षेत्र का परिणाम है।

"लेकिन, पानी की तरह, तापमान भी एक कारक है - एक गर्म गैस को ठोस बनने के लिए एक मजबूत चुंबकीय क्षेत्र की आवश्यकता होगी।

"अगला कदम एक समान चुंबकीय क्षेत्र के साथ गर्म न्यूट्रॉन सितारों का निरीक्षण करना है, यह जांचने के लिए कि तापमान और चुंबकीय क्षेत्र के बीच परस्पर क्रिया स्टार की सतह के गुणों को कैसे प्रभावित करती है।"

पडोवा विश्वविद्यालय के लीड लेखक डॉ रॉबर्टो टवेर्ना ने कहा: "सबसे रोमांचक विशेषता जो हम देख सकते हैं वह ऊर्जा के साथ ध्रुवीकरण दिशा में परिवर्तन है, ध्रुवीकरण कोण बिल्कुल 90 डिग्री तक स्विंग कर रहा है।

"यह सैद्धांतिक मॉडल की भविष्यवाणी के अनुरूप है और पुष्टि करता है कि चुंबक वास्तव में अल्ट्रा-मजबूत चुंबकीय क्षेत्रों से संपन्न हैं।"

क्वांटम सिद्धांत भविष्यवाणी करता है कि अत्यधिक चुंबकीय वातावरण में प्रकाश का प्रसार चुंबकीय क्षेत्र के समानांतर और लंबवत दो दिशाओं में ध्रुवीकृत होता है। देखे गए ध्रुवीकरण की मात्रा और दिशा में न्यूट्रॉन तारे के आसपास चुंबकीय क्षेत्र की संरचना और पदार्थ की भौतिक स्थिति की छाप होती है, जो अन्यथा दुर्गम जानकारी प्रदान करती है।

उच्च ऊर्जा पर, चुंबकीय क्षेत्र में लंबवत रूप से ध्रुवीकृत फोटॉन (प्रकाश के कण) के हावी होने की उम्मीद है, जिसके परिणामस्वरूप 90-डिग्री ध्रुवीकरण स्विंग मनाया जाता है।

पडोवा विश्वविद्यालय के प्रोफेसर रॉबर्टो टुरोला, जो यूसीएल मुलार्ड स्पेस साइंस लेबोरेटरी में मानद प्रोफेसर भी हैं, ने कहा: "कम ऊर्जा पर ध्रुवीकरण हमें बता रहा है कि तारे के चारों ओर वातावरण को बदलने के लिए चुंबकीय क्षेत्र इतना मजबूत है एक ठोस या तरल में, एक घटना जिसे चुंबकीय संघनन के रूप में जाना जाता है।"

ऐसा माना जाता है कि तारे की ठोस परत चुंबकीय क्षेत्र द्वारा एक साथ बंधे हुए आयनों की एक जाली से बनी होती है। परमाणु गोलाकार नहीं होंगे, बल्कि चुंबकीय क्षेत्र की दिशा में लम्बे होंगे।

यह अभी भी बहस का विषय है कि मैग्नेटर्स और अन्य न्यूट्रॉन सितारों में वायुमंडल है या नहीं। हालांकि, नया पेपर न्यूट्रॉन स्टार का पहला अवलोकन है जहां एक ठोस परत एक विश्वसनीय स्पष्टीकरण है।

ब्रिटिश कोलंबिया विश्वविद्यालय (यूबीसी) के प्रोफेसर जेरेमी हेयल ने कहा: "यह भी ध्यान देने योग्य है कि क्वांटम इलेक्ट्रोडायनामिक्स प्रभाव सहित, जैसा कि हमने अपने सैद्धांतिक मॉडलिंग में किया था, आईएक्सपीई अवलोकन के साथ संगत परिणाम देता है। फिर भी, हम वैकल्पिक मॉडल की भी जांच कर रहे हैं IXPE डेटा की व्याख्या करने के लिए, जिसके लिए उचित संख्यात्मक सिमुलेशन की अभी भी कमी है।" (एएनआई)