Ученые раскрыли загадку света в вакууме космоса у магнитаров

Необычное поведение света в глубинах космоса

Астрофизики обнаружили феномен вакуумной двулучепреломляемости в свете быстропульсирующих магнитаров. Это редкое явление, предсказанное квантовой электродинамикой, меняет представления о том, как свет распространяется в космическом вакууме.

Сила магнитаров и поляризация света

Магнитар 1E 1547.0−5408 вращается с периодом 2,09 секунды и излучает мощные рентгеновские и радиоволны. Его магнитное поле достигает миллионов миллиардов гаусс — это в разы превышает критическое значение в 4,4×10¹³ гаусс. Такая мощь заставляет свет с разной поляризацией двигаться с разной скоростью.

Ход исследования и результаты

Ученые использовали рентгеновский поляризационный наблюдатель, нейтронный спектроскопический телескоп и радиотелескоп для измерения излучения магнитара. Они установили, что магнитосфера магнитара формирует поляризацию света, причем уровень поляризации значительно выше, чем у похожих звезд.

Подтверждение 90-летнего прогноза Гейзенберга

Еще 90 лет назад Вернер Гейзенберг и Ганс Эйлер предсказали вакуумную двулучепреломляемость. Этот эффект возникает из-за влияния виртуальных электрон-позитронных пар в сильном магнитном поле магнитара. Авторы исследования отмечают: «интенсивные магнитные поля, сравнимые с магнитными полями магнитаров, существенно изменяют показатели преломления для различных поляризационных мод света, делая их неодинаковыми».

Значение открытия и перспективы

Это открытие расширяет границы квантовой физики и астрофизики. Наблюдаемая вакуумная двулучепреломляемость позволяет понять поведение света даже в самых экстремальных условиях космоса. Кроме того, результаты открывают новые возможности для квантовых технологий и космических наблюдений в будущем.

Исследование, основанное на наблюдениях 31 магнитара, опубликовано в журнале Nature и проливает свет на одну из самых загадочных космических явлений.