Παρατηρήσεις με το διαστημικό τηλεσκόπιο ακτίνων Χ IXPE (Imaging X-ray Polarimetry Explorer) στο μαγνητάριο 1E 1547‑5408 παρέχουν, σύμφωνα με τους ερευνητές, την ισχυρότερη μέχρι σήμερα ένδειξη ότι ένα εξαιρετικά ισχυρό μαγνητικό πεδίο αλλάζει τις ιδιότητες του κενού και επηρεάζει την πορεία του φωτός.

Τι εννοούμε με «διπλοθλαστικότητα του κενού»;

Η έννοια προτάθηκε το 1936 από τους Werner Heisenberg και Hans Euler: το κενό δεν είναι απόλυτα άδειο αλλά ένα υποατομικό «βρασμένο» υπόστρωμα, όπου εμφανίζονται προσωρινά ζεύγη σωματιδίων (ηλεκτρόνια και ποζιτρόνια). Στην καθημερινή κλίμακα το φαινόμενο παραμένει απαρατήρητο, όμως θεωρητικά ένα υπερβολικά ισχυρό μαγνητικό πεδίο μπορεί να κάνει το κενό να λειτουργεί σαν διπλοθλαστικό μέσο — δηλαδή να αλλάζει την πόλωση του φωτός, όπως ένα πρίσμα που επιβάλλει προσανατολισμό στα κύματα.

Nasa IXPE

Τι μέτρησαν οι ερευνητές;

Η ομάδα με επικεφαλής τη Rachael Stewart (George Washington University) κατεύθυνε το IXPE προς το 1E 1547‑5408 το διάστημα Μαρτίου–Απριλίου 2025 και συνέδεσε αυτά τα δεδομένα με παρατηρήσεις από ένα όργανο ακτίνων Χ στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό και με ραδιοπαρατηρήσεις από το Murriyang (Αυστραλία) και το South African Radio Astronomy Observatory.

Δύο βασικά ευρήματα υποστήριξαν την ερμηνεία της διπλοθλαστικότητας: πρώτον, το IXPE μέτρησε επίπεδα πόλωσης στις ακτίνες Χ σχεδόν τριπλάσια απ’ ό, τι παρατηρείται σε αντίστοιχες πηγές — περισσότερο απ’ ό, τι μπορούν να εξηγήσουν τα τυπικά μοντέλα εκπομπής από την επιφάνεια ενός νετρονικού αστέρα. Δεύτερον, ο προσανατολισμός αυτής της πόλωσης ευθυγραμμιζόταν με τη διεύθυνση του μαγνητικού πεδίου του αστέρα και ταυτιζόταν με την πόλωση που καταγράφηκε στα ραδιοκύματα του ίδιου μαγνηταρίου. Σύμφωνα με τους συγγραφείς, αυτή η συνδυαστική εικόνα καθιστά τη διπλοθλαστικότητα του κενού την πλέον συνεπή εξήγηση των παρατηρήσεων.

Γιατί αυτό έχει βαρύνουσα σημασία;

Για να γίνει εμφανής η διπλοθλαστικότητα χρειάζεται μαγνητικό πεδίο πολλαπλάσιο — πάνω από 100 εκατομμύρια φορές — από ό, τι μπορούμε να παράγουμε στη Γη. Τα μαγνητάρια, αστέρες-υπολείμματα εξαιρετικά μεγάλης πυκνότητας με τα ισχυρότερα γνωστά μαγνητικά πεδία στο Σύμπαν, λειτουργούν ως φυσικά εργαστήρια για τέτοια ακραία φαινόμενα και επιτρέπουν τη δοκιμή προβλέψεων της κβαντικής ηλεκτροδυναμικής (QED) σε πεδία που δεν αναπαράγονται στο εργαστήριο.

Παλαιότερες ενδείξεις υπήρξαν, όπως μια οπτική μέτρηση του 2017 στον αστέρα νετρονίων RX J1856. 5−3754, αλλά εκείνες οι μετρήσεις παρέμεναν ανοιχτές σε ερμηνείες εξαιτίας της δυσκολίας απομόνωσης του σήματος. Η νέα μελέτη, δημοσιευμένη στην επιθεώρηση Nature (5 Αυγούστου), φαίνεται να παρέχει το πλέον συγκροτημένο σύνολο στοιχείων έως σήμερα.

Τι έρχεται μετά;

Οι ερευνητές τονίζουν την ανάγκη για επιπλέον δεδομένα και βελτιωμένες προσομοιώσεις ώστε να αποκλειστούν άλλοι μηχανισμοί που ενεργούν στο περιβάλλον των μαγνηταρίων. Στα σχέδια περιλαμβάνονται προτεινόμενες αποστολές, όπως το GoSOX (Globe Orbiting Soft X-ray Polarimeter), που θα μπορούσαν να επιβεβαιώσουν και να ποσοτικοποιήσουν το φαινόμενο με μεγαλύτερη ακρίβεια.

Αν οι νέες μετρήσεις και οι προσομοιώσεις επιβεβαιώσουν την τρέχουσα ανάγνωση, η παρατήρηση αυτή θα κλείσει έναν σχεδόν ενενηντάχρονο κύκλο: από τη θεωρητική πρόβλεψη των Heisenberg και Euler έως την απτή ένδειξη σε ένα πραγματικό αστρικό περιβάλλον — χωρίς όμως να μετατρέπει την ερμηνεία σε αυταπόδεικτη αλήθεια μέχρι να αποκλειστούν οριστικά εναλλακτικές εξηγήσεις.