Al estudiar la luz emitida por una estrella de neutrones extraordinariamente densa y fuertemente magnetizada utilizando el Very Large Telescope de ESO, los astrónomos pueden haber encontrado las primeras indicaciones de observación de un extraño efecto cuántico, predichas por primera vez en la década de 1930. La polarización de la luz observada sugiere queEl espacio vacío alrededor de la estrella de neutrones está sujeto a un efecto cuántico conocido como birrefringencia de vacío.
Un equipo dirigido por Roberto Mignani del INAF Milán Italia y de la Universidad de Zielona Gora Polonia, utilizó el Very Large Telescope VLT de ESO en el Observatorio Paranal en Chile para observar la estrella de neutrones RX J1856.5-3754, a unos 400 años luz de la Tierra [1].
A pesar de estar entre las estrellas de neutrones más cercanas, su extrema oscuridad significaba que los astrónomos solo podían observar la estrella con luz visible usando el instrumento FORS2 en el VLT, en los límites de la tecnología actual del telescopio.
Las estrellas de neutrones son núcleos remanentes muy densos de estrellas masivas, al menos 10 veces más masivas que nuestro Sol, que han explotado como supernovas al final de sus vidas. También tienen campos magnéticos extremos, miles de millones de veces más fuertes quela del Sol, que impregna su superficie exterior y sus alrededores.
Estos campos son tan fuertes que incluso afectan las propiedades del espacio vacío alrededor de la estrella. Normalmente se considera que un vacío está completamente vacío, y la luz puede viajar a través de él sin ser cambiado. Pero en la electrodinámica cuántica QED, elLa teoría cuántica describe la interacción entre los fotones y las partículas cargadas, como los electrones, el espacio está lleno de partículas virtuales que aparecen y desaparecen todo el tiempo. Los campos magnéticos muy fuertes pueden modificar este espacio para que afecte la polarización de la luz que lo atraviesa.
Mignani explica: "Según QED, un vacío altamente magnetizado se comporta como un prisma para la propagación de la luz, un efecto conocido como birrefringencia al vacío".
Sin embargo, entre las muchas predicciones de QED, la birrefringencia al vacío hasta ahora carecía de una demostración experimental directa. Los intentos de detectarlo en el laboratorio aún no han tenido éxito en los 80 años desde que fue predicho en un documento por Werner Heisenberg del principio de incertidumbrefama y Hans Heinrich Euler.
"Este efecto solo puede detectarse en presencia de campos magnéticos enormemente fuertes, como los que se encuentran alrededor de las estrellas de neutrones. Esto demuestra, una vez más, que las estrellas de neutrones son laboratorios invaluables en los que estudiar las leyes fundamentales de la naturaleza", dice RobertoTurolla Universidad de Padua, Italia.
Después de un análisis cuidadoso de los datos de VLT, Mignani y su equipo detectaron polarización lineal, en un grado significativo de alrededor del 16%, que según dicen es probable debido al efecto de aumento de la birrefringencia de vacío que ocurre en el área del espacio vacío que rodeaRX J1856.5-3754 [2].
Vincenzo Testa INAF, Roma, Italia comenta: "Este es el objeto más débil para el que se ha medido la polarización. Se requiere uno de los telescopios más grandes y eficientes del mundo, el VLT, y técnicas precisas de análisis de datos paramejorar la señal de una estrella tan débil "
"La alta polarización lineal que medimos con el VLT no puede explicarse fácilmente por nuestros modelos a menos que se incluyan los efectos de birrefringencia de vacío predichos por QED", agrega Mignani.
"Este estudio VLT es el primer soporte de observación para las predicciones de este tipo de efectos QED que surgen en campos magnéticos extremadamente fuertes", comenta Silvia Zane UCL / MSSL, Reino Unido.
Mignani está entusiasmado con las mejoras adicionales en esta área de estudio que podrían producirse con telescopios más avanzados: "Las mediciones de polarización con la próxima generación de telescopios, como el telescopio extremadamente grande europeo de ESO, podrían desempeñar un papel crucial en la prueba de predicciones QED deefectos de birrefringencia al vacío alrededor de muchas más estrellas de neutrones "
"Esta medición, realizada por primera vez ahora con luz visible, también allana el camino para mediciones similares que se llevarán a cabo en longitudes de onda de rayos X", agrega Kinwah Wu UCL / MSSL, Reino Unido.
Notas
[1] Este objeto es parte del grupo de estrellas de neutrones conocidas como los Siete Magníficos. Son conocidas como estrellas de neutrones aisladas INS, que no tienen compañeros estelares, no emiten ondas de radio como los púlsares, y sonno rodeado de material progenitor de supernova.
[2] Hay otros procesos que pueden polarizar la luz de las estrellas a medida que viaja por el espacio. El equipo revisó cuidadosamente otras posibilidades, por ejemplo, la polarización creada al dispersar los granos de polvo, pero considera que es poco probable que produzcan la señal de polarización observada.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Observatorio Europeo Austral - ESO . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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