NASA-in observatorij IXPE je pri magnetarju 1E 1547.0-5408 izmeril izjemno močno polarizacijo rentgenske svetlobe. Nova raziskava v reviji Nature ugotavlja, da bi lahko šlo za prvo neposredno opazovanje vakuumske dvolomnosti – kvantnega pojava, katerega teoretični temelji segajo v leto 1936. Rezultat je izjemno zanimiv, vendar znanstvena razprava o njegovi razlagi še ni končana.

Umetniški prikaz magnetarja z izjemno močnim magnetnim poljem. (foto: Dnevne Novice / AI ilustracija)

NASA je magnetar opazovala več kot 140 ur

1E 1547.0-5408 je magnetar, posebna vrsta nevtronske zvezde, ki nastane po smrti masivne zvezde. Takšni objekti imajo izjemno močna magnetna polja in znanstvenikom omogočajo proučevanje fizike v razmerah, ki jih v laboratorijih na Zemlji ne moremo poustvariti.

Po podatkih NASA je magnetno polje 1E 1547.0-5408 več kot bilijonkrat močnejše od Zemljinega. Magnetar se okoli svoje osi zavrti približno enkrat na 2,1 sekunde ter oddaja tako radijsko kot rentgensko sevanje.

NASA-in Imaging X-ray Polarimetry Explorer oziroma IXPE je objekt med marcem in aprilom 2025 opazoval več kot 140 ur. Opazovanja so potekala skupaj z NASA-inim instrumentom NICER in avstralskim radijskim teleskopom Murriyang oziroma Parkes. Po navedbah NASA je šlo za prvo usklajeno merjenje radijske in rentgenske polarizacije magnetarja.

Raziskovalci so posebno pozornost namenili polarizaciji rentgenske svetlobe. NASA poroča, da je bila izmerjena polarizacija skoraj trikrat večja kot pri podobnih virih. Tako visoke vrednosti niso zadovoljivo pojasnili niti standardni modeli sevanja s površine zvezde.

Prav tu v zgodbo vstopi pojav, imenovan vakuumska dvolomnost.

Pojav so napovedali že leta 1936

Vakuum si običajno predstavljamo kot popolnoma prazen prostor. Kvantna elektrodinamika pa napoveduje, da se lahko v izjemno močnem magnetnem polju njegove optične lastnosti spremenijo.

Vakuumska dvolomnost je pojav, pri katerem lahko ekstremno magnetno polje vpliva na širjenje polarizirane svetlobe skozi vakuum. Teoretični temelji tega učinka segajo v leto 1936, vendar so magnetna polja, potrebna za njegovo jasno proučevanje, veliko močnejša od tistih, ki jih lahko ustvarimo na Zemlji.

Magnetarji so zato naravni laboratoriji za takšne preizkuse. Njihova magnetna polja dosegajo razmere, v katerih bi učinki, ki so sicer izredno majhni, lahko postali opazni.

Nova raziskava Vacuum birefringence and the polarized X-ray emission from a radio magnetar je bila v reviji Nature objavljena 5. avgusta 2026. Avtorji so analizirali rentgensko polarizacijo magnetarja in jo povezali z radijskimi opazovanji ter modeliranjem njegove geometrije.

Po navedbah NASA modeli raziskovalne skupine kažejo, da opaženih značilnosti rentgenske polarizacije ob upoštevanju omejitev iz radijskih opazovanj ni mogoče ustrezno reproducirati brez vpliva vakuumske dvolomnosti. NASA zato rezultat opisuje kot močno podporo teoretični napovedi in navaja, da bi lahko šlo za prvo neposredno opazovanje tega učinka.

So po 90 letih dobili dokončen dokaz?

Ne. In prav ta razlika je pri tej zgodbi ključna.

Rezultati v Nature predstavljajo močan argument v prid razlagi z vakuumsko dvolomnostjo, vendar to še ne pomeni, da je obstoj učinka pri tem magnetarju dokončno in nesporno dokazan. Tudi NASA rezultat predstavlja previdno in govori o možnosti prve neposredne zaznave, ne o dokončni potrditvi.

Obstaja namreč tudi druga recenzirana analiza istih opazovanj IXPE, objavljena v The Astrophysical Journal. Tudi ta raziskava je pokazala visoko polarizacijo rentgenske svetlobe, vendar so avtorji pri razlagi rezultata prišli do previdnejšega sklepa.

Po njihovi analizi visoke polarizacije same po sebi ni mogoče obravnavati kot prepričljiv dokaz vakuumske dvolomnosti. Na interpretacijo meritev namreč vplivata tudi geometrija magnetarja in način, kako sevanje nastaja ter potuje skozi njegovo okolico.

To ne zmanjšuje pomena meritev. Kaže pa, zakaj znanstveniki pri tako zahtevnih opazovanjih ločujejo med močnim namigom oziroma dokazom v prid neki razlagi in dokončno potrditvijo pojava.

Kaj pomeni, da »prazen prostor« ni povsem prazen?

Rezultat ne pomeni, da so astronomi v praznem prostoru našli novo snov ali da vakuum v običajnem pomenu besede ne obstaja.

Gre za lastnosti kvantnega vakuuma v ekstremnih razmerah. Teorija napoveduje, da lahko dovolj močno magnetno polje spremeni način, kako se skozi vakuum širijo različne polarizacije svetlobe.

V običajnih razmerah takšnega učinka praktično ne opazimo. Magnetar pa ponuja okolje z magnetnim poljem, kakršnega ljudje na Zemlji ne moremo ustvariti.

Zato je 1E 1547.0-5408 zanimiv tudi zunaj astronomije. Omogoča preizkušanje kvantne elektrodinamike v območju, do katerega zemeljski laboratoriji nimajo neposrednega dostopa.

Ko zvezda postane laboratorij za kvantno fiziko

IXPE je bil za to raziskavo ključen, saj je namenjen merjenju polarizacije rentgenske svetlobe. Takšne meritve astronomom pomagajo proučevati magnetna polja in fizikalne procese okoli nekaterih najbolj ekstremnih objektov v vesolju.

NASA pripravlja tudi observatorije za druga velika vprašanja sodobne astronomije. Na Dnevnih Novicah smo že pisali o vesoljskem teleskopu Nancy Grace Roman, ki bo raziskoval druga področja vesolja, od razvoja galaksij do planetov zunaj našega Osončja.

Pri magnetarju 1E 1547.0-5408 je zgodba precej bolj osredotočena. Več kot 140 ur opazovanj enega samega objekta je znanstvenikom omogočilo preverjanje napovedi, katere korenine segajo skoraj stoletje v preteklost.

Od napovedi iz leta 1936 do meritev v vesolju

Ko so bili leta 1936 postavljeni teoretični temelji vakuumske dvolomnosti, nevtronskih zvezd še niso poznali. Danes lahko astronomi z rentgenskim observatorijem preverjajo posledice te napovedi ob objektu z magnetnim poljem, ki je več kot bilijonkrat močnejše od Zemljinega.

Nove meritve zato predstavljajo pomemben korak, vendar ne zadnje besede. Ena raziskovalna skupina v njih vidi močan dokaz v prid vakuumski dvolomnosti, druga analiza istih opazovanj pa opozarja, da visoka polarizacija sama po sebi še ne zadošča za dokončen sklep.

Prav nadaljnja opazovanja bodo pokazala, kako trdna je ta razlaga. Za zdaj je mogoče zanesljivo reči, da je magnetar 1E 1547.0-5408 ponudil enega najzanimivejših novih preizkusov skoraj 90 let stare napovedi kvantne fizike.