A NASA műholdja, a tavaly decemberben fellőtt IXPE (Imaging X-ray Polarimetry Explorer), amelyet az amerikaiak az Olasz Űrhivatallal közösen működtetnek, új módot kínál az űrben a röntgenfény tanulmányozására a polarizáció (ez a fényhullámok ingadozásainak az iránya) mérésével. Az IXPE első mérései közt szerepel a 4U 0142+61 jelzésű magnetár, amely a Cassiopeia csillagképben található, mintegy 13 000 fényévnyire a Földtől. A mérési eredmények (mely az első olyan eset, hogy egy magnetár röntgensugárzásának a polarizációját mérték meg) meglepő következtetést engednek meg: a szóban forgó égitestnek valószínűleg nincs légköre, ellenben szilárd külső kéreggel rendelkezik. Amennyiben ez igaz, ez az első eset, hogy ilyen csillagot sikerült megfigyelni – olvasható a kutatók által kiadott sajtóközleményben.

A magnetárok elméletét Robert Duncan és Christopher Thompson dolgozta ki 1992-ben. A magnetár nem túl nagy égitest, az átmérője 20 km körüli, cserébe a tömege meghaladja a Napét. Ennek megfelelően ezek az égitestek rendkívül sűrűek, egyetlen teáskanálnyi magnetár több milliárd tonnát nyomna itt a Földön. A magnetárok másik tulajdonsága a gyors forgás – a periódusidejük 2–10 s között mozog. Ezek az égitestek a Napnál nagyobb tömegű csillagokból alakulnak ki, amelyek életük végén szupernóva robbanással alakulnak át a (kiindulási mag tömegének függvényében) vagy neutroncsillaggá vagy fekete lyukká, esetleg tehát magnetárrá. A magnetárokat az Univerzum legerősebb mágneseiként is szokás emlegetni. Csak hogy perspektívába helyezzük: a neutroncsillagoknak elég erős a mágneses mezőjük – nagyjából a földi mágneses mező kétbilliószorosa. A magnetáré azonban ennél is ezerszer erősebb. Számszerűsítve: a mágneses erőtér mértékének kifejezésére a tesla és gauss mértékegységeket használjuk (1 tesla = 10 000 gauss), és a Föld mágneses mezője körülbelül 0.6 gauss, a hűtőszekrénymágnes 10 gauss, míg a bolygó legerősebb mágnese 440 ezer gauss erősségű. A magnetár azonban elérheti akár az 1 kvadrillió gausst (ez egy egyes szám, amit 15 nulla követ). Hogy miért nem lenne jó, ha egy magnetár megjelenne a Föld közelében, arról a lentebbi cikkünkben írtunk:

Magnetár, a valódi Halálcsillag, amely minden életet kisöpörne a Földről Egy közeli magnetár nagyon rossz hír lenne, mivel 1000 km-es távolságból atomi szinten szaggatna szét mindannyiunkat. És ez csak az egyik módja annak, ahogy végezhetne velünk.

Kérdés viszont, hogy a kutatók a feltevésüket mire alapozzák. A teória azt a mérési eredményt magyarázza, hogy a kutatócsoport sokkal kisebb arányban talált polarizált fényt, mint az várható lenne, ha a röntgensugárzás áthaladna a légkörön. A csapat azt is megállapította, hogy a nagyobb energiájú fényrészecskék esetében a polarizációs szög – a fentebb említett ingadozás – pontosan 90 fokkal elfordul az alacsonyabb energiájú fényhez képest. Ez pedig megfelel annak, amit az elméleti modellek már előre jeleztek arra az esetre, ha egy csillagnak szilárd kérge lenne, amelyet egy elektromos áramlással teli külső magnetoszféra burkol be.

A kutatók elmondása alapján teljesen meglepte őket ez a felfedezés, mivel azt hitték, hogy a magnetárnak van légköre. Ezek szerint a csillagot alkotó gáz egy része elért egy olyan pontot, ahol egyszerűen megváltozott a halmazállapota, ahogy a víz fagy jéggé. A magnetár esetében ezt a jelenséget elsősorban az égtest brutálisan erős mágneses mezője válthatta ki. Emellett azonban a vízhez hasonlóan a hőmérséklet is szerepet játszhatott, hiszen minél forróbb a gáz, annál erősebb mágneses mezőre van szükség ennek a megszilárdításához – a folyamatot, amely során az erős mágneses mező hatására a gáz folyékony vagy szilárd halmazállapotot vesz fel, mágneses kondenzációnak nevezik. És hogy miből áll a magnetár szilárd külső kérge? A feltevések szerint olyan ionrácsból, amelyet tehát a mágneses mező tart össze. Ebben a rácsban viszont még az atomok sem gömb alakúak, hanem a mágneses tér irányában megnyúltak.

Az egyelőre vita tárgya, hogy a magnetároknak és más neutroncsillagoknak van-e légköre. A most szóban forgó tanulmány azonban az első olyan neutroncsillag megfigyelésen alapszik, ahol a számok alapján a szilárd kéreg elfogadható magyarázat lehet. A kutatók lemondása szerint a következő lépés a forróbb, hasonló mágneses térrel rendelkező neutroncsillagok megfigyelése lesz, egészen pontosan annak a vizsgálata, hogy a hőmérséklet és a mágneses tér kölcsönhatása miként befolyásolja a csillag felszínének tulajdonságait.

(Kép: Flickr/GPA Photo Archive)