В двойной системе Cyg X-2 нейтронная звезда перетягивает вещество с обычной звезды-компаньона. Падающий газ закручивается, разогревается до миллионов градусов и ярко светит в рентгене. Астрономы направили на этот объект два космических телескопа — IXPE и NuSTAR — и впервые детально измерили, как поляризован этот свет.
Поляризация — это свойство света, при котором его волны колеблются не хаотично, а преимущественно в одной плоскости. Обычный солнечный свет не поляризован, но, отразившись от воды или стекла, он становится частично поляризованным — именно поэтому поляризационные очки уменьшают блики. В рентгеновском диапазоне поляризация рассказывает о форме и расположении горячей области вокруг нейтронной звезды.
У Cyg X-2 средняя степень поляризации составила 4,5% — это очень уверенное обнаружение (15 сигм). Но самое интересное: с ростом энергии от 2 до 8 кэВ поляризация усиливается и достигает почти 10%. Такой рост не вписывается в простую модель «растекающегося слоя» на поверхности звезды. Похоже, в игру вступает отражение рентгеновских лучей от аккреционного диска или рассеяние в экваториальном ветре, дующем с диска.
Такой результат — важный шаг к пониманию того, как вещество ведёт себя в самых экстремальных условиях, в нескольких километрах от поверхности нейтронной звезды, где гравитация и магнитные поля невообразимо сильны.
как её написали авторы, на английском arXiv:2601.11718
We present results from simultaneous X-ray polarimetric and spectroscopic observations of the bright neutron star low-mass X-ray binary Cyg X-2, performed by the Imaging X-ray Polarimetry Explorer (IXPE) and the Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR). IXPE detected significant polarization (15 sigma) from the source in the 2-8 keV energy band with an average polarization degree (PD) of 4.5% +/- 0.3% and a polarization angle (PA) of 128 +/- 2 degrees as the source moved along the horizontal branch of its Z-track. The PD increases with energy reaching 9.9% +/- 2.8% in the 7-8 keV band, with no evidence for energy-dependent variation in the PA. The PA is roughly consistent with previous measurements obtained during the normal and flaring branches and also with the known radio jet axis. From spectropolarimetric analysis, the main contribution to the polarized radiation is due to Comptonized photons, but the polarization is higher than predicted in typical spreading layer geometries. The observed high polarization may be due to a combination of a highly polarized reflected component and a moderately polarized spreading layer on the neutron star surface or produced by electron scattering in an equatorial wind.
Поляризация рентгеновского излучения от нейтронных звёзд так мала, что до запуска IXPE в 2021 году её почти не удавалось измерить — не хватало чувствительности приборов.
В романе «Схизматрица» Брюса Стерлинга нейтронные звёзды и их излучение играют ключевую роль в межзвёздной политике — поляризация там, правда, не упоминается.