IXPE NASA potwierdza dwójłomność próżni

Teleskop IXPE (Imaging X-ray Polarimetry Explorer) należący do NASA mógł po raz pierwszy bezpośrednio potwierdzić dwójłomność próżni, przewidzianą 90 lat temu przez elektrodynamikę kwantową – wynika z badania opublikowanego w „Nature” 5 sierpnia 2026 roku.

Dowody pochodzą z ponad 140 godzin obserwacji magnetara 1E 1547.0-5408, szybko wirującej gwiazdy neutronowej o polu magnetycznym ponad bilion razy silniejszym niż ziemskie, przeprowadzonych od marca do kwietnia 2025 roku.

Dzięki skoordynowanym pomiarom teleskopu NICER (NASA) i radioteleskopu Murriyang (CSIRO) było to pierwsze jednoczesne badanie polaryzacji radiowej i rentgenowskiej magnetara.

Dane ujawniły polaryzację promieniowania X prawie trzykrotnie wyższą, niż przewidują standardowe modele emisji z powierzchni. Geometria magnetyczna magnetara powinna bowiem tłumić polaryzację do niemal zera w pewnych fazach rotacji, dlatego płynnie zmieniająca się, wysoka polaryzacja stanowi uderzającą anomalię.

Naukowcy przypisują ten sygnał dwójłomności próżni, po raz pierwszy opisanej teoretycznie w 1936 roku. Koncepcja ta zakłada, że ekstremalne pola magnetyczne zmieniają próżnię, zamieniając ją w pryzmat, który filtruje światło ze względu na jego kierunek i wzmacnia polaryzację.

Symulacje, współprowadzone przez Hoa Dinh Thi, adiunkta z Rice University, pokazują, że odtworzenie obserwowanej polaryzacji promieniowania X przy jednoczesnym spełnieniu ograniczeń radiowych wymaga uwzględnienia dwójłomności próżni w otoczeniu gwiazdy neutronowej.

„Ten wynik doskonale pokazuje interdyscyplinarną siłę astrofizyki” – powiedziała Rachael Stewart, doktorantka z George Washington University i główna autorka badania. „Informacje z tego odległego jądra gwiazdy dają nam wskazówki co do natury tkanki rzeczywistości”.

Planowane są dalsze obserwacje tego magnetara i innych za pomocą IXPE, aby potwierdzić sygnał i być może odkryć kolejne egzotyczne efekty elektrodynamiki kwantowej.

IXPE to wspólna misja NASA i Włoskiej Agencji Kosmicznej, kierowana przez Centrum Lotów Kosmicznych Marshalla.