Godine 1895. Vilhelm Rentgen je otkrio rendgenske zrake i koristio ih za snimanje kostiju u ruci svoje žene, pokrenuvši revolucionarni dijagnostički alat za medicinu. Sada su dva NASA-ina rendgenska svemirska teleskopa kombinovala svoje moći snimanja kako bi otkrili „kosti“ magnetnog polja izvanredne strukture u obliku ruke u svemiru. Zajedno, ovi teleskopi otkrivaju ponašanje mrtve kolabirane zvezde koja živi kroz perjanice čestica energizirane materije i antimaterije.
Pre oko 1.500 godina, džinovskoj zvezdi u našoj galaksiji ponestalo je nuklearnog goriva za sagorevanje. Kada se to dogodilo, zvezda se srušila na sebe i formirala izuzetno gust objekat nazvan neutronska zvezda.
Rotirajuće neutronske zvezde sa jakim magnetnim poljima, ili pulsari, pružaju laboratorije za ekstremnu fiziku, sa uslovima koji se ne mogu ponoviti na Zemlji. Mladi pulsari mogu stvoriti mlazove materije i antimaterije koji se udaljavaju od polova pulsara, zajedno sa intenzivnim vetrom, formirajući „maglinu pulsarnog vetra“.
Godine 2001. NASA-ina rendgenska opservatorija Chandra je prvi put primetila pulsar PSR B1509-58 i otkrila da njegova maglina pulsara vetra (koja se naziva MSH 15-52) podseća na ljudsku ruku. Pulsar se nalazi u osnovi „dlana“ magline. MSH 15-52 se nalazi 16.000 svetlosnih godina od Zemlje.
Sada, NASA-in najnoviji rendgenski teleskop, Imaging Ks-rai Polarimetri Ekplorer (IKSPE), posmatra MSH 15-52 oko 17 dana, najduže što je posmatrao bilo koji pojedinačni objekat od kada je lansiran u decembru 2021.
„Podaci IKSPE nam daju prvu mapu magnetnog polja u ‘ruci’“, rekao je Roger Romani sa Univerziteta Stanford u Kaliforniji, koji je vodio studiju. „Naelektrisane čestice koje proizvode rendgenske zrake putuju duž magnetnog polja, određujući osnovni oblik magline, kao što to čine kosti u ruci čoveka.“ Kredit: NASA
IKSPE pruža informacije o orijentaciji električnog polja rendgenskih zraka, određene magnetnim poljem izvora rendgenskih zraka. Ovo se zove polarizacija rendgenskih zraka. U velikim regionima MSH 15-52 količina polarizacije je izuzetno visoka, dostižući maksimalni nivo koji se očekuje od teorijskog rada. Da bi se postigla ta snaga, magnetno polje mora biti veoma ravno i ujednačeno, što znači da ima malo turbulencije u tim regionima magline pulsarnog vetra.
„Svi smo upoznati sa rendgenskim zracima kao dijagnostičkim medicinskim alatom za ljude“, rekla je koautorka Džozefin Vong, takođe sa Stanforda. „Ovde koristimo rendgenske zrake na drugačiji način, ali oni opet otkrivaju informacije koje su inače skrivene od nas.
Jedna posebno interesantna karakteristika MSH 15-52 je sjajan rendgenski mlaz usmeren od pulsara ka „zglavku“ na dnu slike. Novi IKSPE podaci otkrivaju da je polarizacija na početku mlaza niska, verovatno zato što je ovo turbulentno područje sa složenim, zapletenim magnetnim poljima povezanim sa stvaranjem čestica visoke energije. Do kraja mlaza izgleda da se linije magnetnog polja ispravljaju i postaju mnogo ujednačenije, uzrokujući da polarizacija postaje mnogo veća.
Ovi rezultati impliciraju da se česticama daje energetski podsticaj u složenim turbulentnim regionima u blizini pulsara na dnu dlana i da teku u oblasti gde je magnetno polje uniformno duž ručnog zgloba, prstiju i palca.
„Otkrili smo istoriju života superenergetske materije i čestica antimaterije oko pulsara“, rekao je koautor Nikolo Di Lala, takođe sa Stanforda. „Ovo nas uči o tome kako pulsari mogu delovati kao akceleratori čestica.“
IKSPE je takođe otkrio slična magnetna polja za magline vetra Vela i Crab pulsar, što implicira da mogu biti iznenađujuće česte u ovim objektima.
