NASA'nın IXPE (Imaging X-ray Polarimetry Explorer) teleskopunu kullanan gök bilimciler, 90 yıl önce yapılmış bir öngörü için bugüne kadarki en ikna edici kanıtı topladı: aşırı manyetik alanlara maruz kaldığında boş uzayın kendisi ışığı büküp filtreleyebilir. Sonuçlar Çarşamba günü Nature dergisinde yayımlandı.
Ekip, Mart ve Nisan 2025 arasında 140 saatten fazla süre boyunca magnetar 1E 1547.0-5408'i — manyetik alanı Dünya'nınkinden yaklaşık bir trilyon kat güçlü, hızla dönen bir nötron yıldızı — IXPE, NASA'nın NICER teleskobu ve Avustralya'daki CSIRO'ya ait Parkes radyo teleskobu Murriyang ile gözlemledi. Bu, bir magnetarın radyo ve X-ışını kutuplanmasının koordineli ilk ölçümüydü.
Gözlemler, gelen X-ışınlarının kutuplanmasının (fotonların yönelimi ve hizalanması) benzer kaynaklarda görülenden neredeyse üç kat daha yüksek olduğunu gösterdi. Bu şaşırtıcıydı: magnetarın manyetik alanlarının geometrisi, ölçümün belirli noktalarda sıfıra yakın olması gerektiğini öne sürüyordu ve standart yüzey emisyon modelleri bu büyük değeri açıklayamıyor. Ekip, kutuplanmayı artıran başka bir etken olması gerektiği sonucuna vardı.
Suçlu büyük olasılıkla, 1936'da kuantum elektrodinamiği çerçevesinde önerilen vakum çift kırılımı. Bu teoriye göre, Dünya'da ulaşılabileceklerden çok daha güçlü manyetik alanlar altında vakum, bir mercek ya da prizma gibi davranarak ışığı seyahat yönüne göre filtreler ve toplam kutuplanmayı artırır. Rice Üniversitesi'nden ortak başyazar Hoa Dinh Thi'nin de aralarında olduğu ekibin simülasyonları bu yorumu destekliyor.
"Modelimiz, gözlemlenen X-ışını kutuplanma işaretlerini yeniden üretmek için nötron yıldızının ortamında vakum çift kırılımının varlığını gerektirdiğini gösteriyor," dedi Dinh Thi. "Bu bulgu, nötron yıldızlarının Dünya'daki laboratuvarlarda kopyalanamayan ortamlarda temel fiziği test etmemizi nasıl sağladığını örnekliyor." Nature makalesinin başyazarı George Washington Üniversitesi'nden doktora adayı Rachael Stewart ise şunları ekledi: "Bu uzak yıldız çekirdeğine bakarak elde ettiğimiz bilgiler, bildiğimiz şekliyle gerçekliğin dokusu hakkında da ipuçları veriyor." Bu magnetarın ve diğerlerinin daha fazla IXPE gözlemi, sinyali doğrulamayı ve diğer egzotik kuantum elektrodinamiği etkilerini ortaya çıkarmayı hedefliyor.
