Науковці, які працюють із космічним телескопом NASA IXPE, провели одне з найдовших спостережень окремого об'єкта за час роботи місії: понад 140 годин безперервного стеження за магнетаром 1E 1547-5408. Спостереження тривали з березня по квітень 2025 року. Результат може виявитися не просто черговим вимірюванням характеристик екзотичної зірки, а першим прямим свідченням явища, яке фізики теоретично описали ще 90 років тому, але жодного разу не спостерігали безпосередньо.
Що таке магнетар і чим він особливий
Магнетари — окремий клас нейтронних зірок, залишків масивних зірок після вибуху наднової. Їхня головна відмінність — надзвичайно потужне магнітне поле. У випадку 1E 1547-5408 воно приблизно в трильйон разів перевищує силу найпотужніших постійних магнітів, які будь-коли створювала людина на Землі. Це найсильніші магнітні поля з усіх відомих у спостережуваному Всесвіті.
Такі поля роблять магнетари унікальною природною лабораторією. Жоден прискорювач частинок чи експериментальна установка на Землі не здатні відтворити подібні умови. Тому все, що вчені знають про поведінку матерії та навіть простору в екстремальних магнітних полях, доводиться перевіряти саме через спостереження таких зірок.
Як IXPE «бачить» магнітне поле
IXPE (Imaging X-ray Polarimetry Explorer) — телескоп NASA, який спеціалізується на вимірюванні поляризації рентгенівського випромінювання. Поляризація описує напрямок коливань електромагнітної хвилі. Для більшості космічних джерел поляризацію не так просто виміряти, але саме вона несе інформацію про фізичні процеси, приховані від звичайних знімків.
У сильному магнітному полі, за передбаченнями квантової електродинаміки, навіть абсолютно порожній простір — вакуум — здатен по-різному пропускати світло залежно від напрямку його поляризації. Це явище схоже на те, як працює подвійне заломлення у деяких кристалах: промінь світла розділяється на два, що поширюються з різною швидкістю залежно від поляризації. Теорія передбачає, що подібний ефект може виникати не лише в речовині, а й у самому вакуумі, якщо магнітне поле достатньо сильне.
Саме таку тонку зміну поляризації рентгенівського випромінювання, що проходить крізь надсильне поле магнетара, і намагалися вловити за допомогою 140-годинної серії спостережень.
Наукова команда підкреслює, що дані можуть свідчити про ефект, передбачений майже століття тому, але остаточного підтвердження ще немає.
Чому це важливо і що далі
Якщо здогад підтвердиться додатковими даними, це стане першим прямим експериментальним доказом того, що вакуум під дією надсильного магнітного поля перестає бути нейтральним середовищем для світла. Досі це передбачення залишалося суто теоретичним наслідком квантової електродинаміки — розділу фізики, що описує взаємодію світла та заряджених частинок на найглибшому рівні.
Підтвердження такого ефекту не змінить космологію чи повсякденне життя, але зміцнить довіру до квантової теорії поля в екстремальних умовах, недоступних жодним земним експериментам. Магнетар 1E 1547-5408 і надалі залишається одним із пріоритетних об'єктів для IXPE, і подальші спостереження мають показати, чи витримає цей результат перевірку часом.
