Vůbec poprvé v historii se vědcům, kteří pracují s teleskopem IXPE (Imaging X-ray Polarimetry Explorer) od NASA podařilo přímo změřit magnetické pole významného objektu PSR J1101−6101, což je pulsar, který se nachází v rozsáhlé oblasti, které se často říká mlhovina Maják. Tyto výsledky poskytují nové pohledy na vnitřní strukturu zástupce jedněch z nejextrémnějších známých kosmických objektů, zatímco NASA pokračuje v systematickém průzkumu tajemství, jak vesmír funguje. Vědecký článek popisující výsledky, byl publikován 9. července v časopise Astrophysical Journal.

Teleskop IXPE v červnu 2025 strávil téměř 18 intenzivních dní soustavným pozorováním mlhoviny Maják. Astronomové studovali úzké proměnlivé rentgenové výtrysky z pulsaru, aby lépe porozuměli tomu, jak elektrony při rychlostech blízkých rychlosti světla interagují s tímto složitým energetickým systémem. Dlouhé výtrysky se označují jako vlákna (filament) a ty kratší jako ohon (trail). Když se vysokoenergetické částice z pulsaru srazí s řídkým plynem v mezihvězdném prostoru, vytvoří rázovou vlnu podobnou té, kterou vidíme na hladině před rychle plující lodí. Většina částic je zachycena za touto rázovou vlnou, což vytváří za pulsarem turbulentní ohon.

Výzkumníci už od roku 2008 předpokládali, že vysokoenergetické nabité částice unikají těmito rázovými vlnami do rozsáhlého mezihvězdného prostoru a tečou podél siločar magnetického pole (správnější než magnetické siločáry je termín magnetické indukční čáry) galaxie, což vytváří dlouhá a nápadně tenká vlákna mlhoviny. „Tuto teorii jsme chtěli prověřit,“ vysvětluje Jack Dinsmore, doktorand na Stanford University, který vedl studii a dodává: „Jednoznačný přímý důkaz by vyplynul z měření polarizace záření, která naznačuje směr magnetického pole. Pokud magnetické pole směřuje podél vláken, potvrdilo by to, že částice z vláken proudí v tomto poli.“

Jednou z výzev tohoto měření bylo to, že mlhovina Maják je relativně málo jasná. Pro řešení této zásadní překážky dokázali vědci zapojení do mise IXPE vyvinout pokročilé analytické metody využívající každičký dostupný bit nasbíraných dat. Tím se vyhnuli zjednodušujícím analytickým krokům, které by mohly omezit množství dostupných vědeckých informací. S těmito novými účinnými nástroji a novými pozorováními mlhoviny Maják se vědeckému týmu úspěšně podařilo změřit polarizaci slabých vláken. Tato použitá metoda poskytla také polarizační měření ohonu a signálu vydávaného pulsarem. Jejich analýza s více než 99% jistotou potvrdila, že se magnetické pole skutečně shoduje s proudem částic.

Zatímco paralelní směr potvrdil modely pohybu částic, úhel polarizace byl dost vysoký na to, aby vyvolal nové odborné otázky. „Mnoho modelů vláken předpokládalo silné chaotické magnetické turbulence,“ říká Roger Romani, profesor na Stanford University a spoluautor článku a dodává: „Vysoký polarizační úhel, který jsme naměřili, naznačuje menší turbulence než tyto teoretické modely vyžadují.“ Pozorování teleskopem IXPE také ukázala, že magnetické siločáry zodpovědné za pozorované rentgenové emise musí být paralelní s dlouhým ohonem. Ovšem autoři nasbírali také měření na rádiových frekvencích, které ukazují magnetické pole směřující téměř přesně kolmo.

„Výrazný nečekaný rozdíl v orientaci magnetického pole, který byl pozorován mezi rádiovými a rentgenovými vlnovými délkami, představuje přesvědčivý přímý důkaz o vysoce strukturované vnitřní povaze těchto objektů,“ popisuje Niccolò Bucciantini z Italského institutu pro astrofyziku, spoluautor studie, a dodává: „Tohle je první jasný náznak, že částice různých energií okupují v systému vyhrazené oblasti, což by naznačovalo přítomnost několika, potenciálně velmi odlišných, fyzikálních mechanismů urychlování, které na částice působí.“

Přeloženo z:
https://science.nasa.gov/

Zdroje obrázků:
https://mk0spaceflightnoa02a.kinstacdn.com/wp-content/uploads/2020/07/ixpe_spcrft_16x9.jpg
https://assets.science.nasa.gov/dynamicimage/assets/science/missions/ixpe/lighthouse_ixpe_optical_radio_cxcxrayINSET.jpg
https://www.spacefoundation.org/…Imaging%20XRay%20Polarimeter%20Explorer%20IXPE%20Mission.pdf