Efeito quântico nunca observado antes é visto em um magnetar
Um magnetar relativamente próximo da Terra emitiu raios X que indicavam um efeito quântico já previsto teoricamente, mas que nunca foi observado até agora
Uma estrela de nêutrons extremamente magnetizada demonstrou um efeito previsto pela eletrodinâmica quântica, mas nunca observado antes. Os autores de um novo estudo descobriram que os raios-X emitidos pelo objeto estavam polarizados de um jeito bem diferente, formando um ângulo de 90° entre si.
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Localizado a 13.000 anos-luz de distância na constelação de Cassiopeia, um magnetar (estrela de nêutrons com um poderoso campo magnético) chamado 4U 0142+61 foi observado emitindo raios-X altamente polarizados. Ou seja, os fótons portadores dessa radiação tinham a mesma orientação.
Contudo, o que realmente surpreendeu os cientistas é que a polarização dos raios-X de alta energia formavam um ângulo de 90 graus com a polarização dos raios-X de baixa energia. O fenômeno é um resultado da "metamorfose do fóton", teorizada há algum tempo pela eletrodinâmica quântica.
Estrelas de nêutrons são remanescentes densos e quentes de estrelas massivas que explodiram em supernovas. Alguns deles, os chamados magnetares, possuem um campo magnético 100 trilhões de vezes mais forte que o da Terra. Quando elétrons e fótons interagem na atmosfera magnetizada desses objetos, ocorre algo conhecido como ressonância de vácuo.
Nesse estado, os fótons podem se converter temporariamente em pares de elétrons e pósitrons (a antipartícula do elétrons) "virtuais" que são influenciados pelo campo magnético do magnetar. Esse processo se chama birrefringência a vácuo e, quando combinado com outro processo chamado birrefringência do plasma, a polaridade dos raios-X de alta energia fica em 90 graus em relação aos raios X de baixa energia.
Tentativas anteriores de detectar esse tipo de fenômeno em laboratórios fracassaram, pois é necessário um campo magnético inexistente em nosso planeta. O novo estudo é mais um exemplo da importância das estrelas de nêutrons e magnetares como laboratórios cósmicos para pesquisas sobre a física em ambientes extremos do universo.
Os dados sobre o magnetar usados para esse estudo foram coletados pelo Imaging X-ray Polarimetry Explorer (IXPE), da NASA. O artigo que descreve os resultados foi publicado no Proceedings of the National Academy of Sciences.
Fonte: PNAS; via: Space Daily
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