IXPE впервые измерил поле в рентгеновском филаменте «пульсара-маяка»
Рентгеновский филамент у пульсара PSR J1101−6101 оказался поляризован на 55 ± 18%, что позволило восстановить направление проекции магнитного поля на небесную сферу. Поле вытянуто вдоль оси структуры, по которой, согласно модели, уходят ультрарелятивистские частицы. Сигнал извлекли из 950 ks наблюдений IXPE, где решающей стала обработка отдельных зарегистрированных фотонов.
Рентгеновская обсерватория IXPE измерила поляризацию длинного филамента в комплексе Lighthouse Nebula вокруг пульсара PSR J1101−6101. Степень линейной поляризации составила 55 ± 18%, статистическая значимость результата достигла 99%. По углу поляризации авторы восстановили ориентацию проекции магнитного поля: она проходит вдоль оси рентгеновской нити.
PSR J1101−6101 совершает около 16 оборотов в секунду и движется через межзвёздную среду с высокой скоростью. Вокруг объекта формируется головная ударная волна, за которой видны две разные протяжённые структуры: след пульсара и узкий филамент. Рентгеновское излучение создают электроны и позитроны с релятивистскими энергиями, теряющие энергию на синхротронном излучении в магнитном поле.
Для синхротронного источника измеренный вектор электрического поля поляризации ортогонален проекции магнитного поля. После поворота измеренного угла на 90° получилось направление, совпадающее с геометрией филамента. Такая конфигурация согласуется со сценарием, в котором наиболее энергичные частицы покидают окрестность пульсара через область головной ударной волны и затем удерживаются крупномасштабным галактическим полем. Высокая степень поляризации также указывает на упорядоченную структуру поля на масштабе области, из которой собиралось излучение; сильная турбулентность понизила бы наблюдаемую поляризацию из-за усреднения разных направлений.
Наблюдения IXPE продолжались около 950 ks чистой экспозиции. NASA описывает кампанию как почти 18 суток фокусировки на цели в июне 2025 года: календарная длительность и экспозиция различаются из-за орбитальной работы аппарата и режимов наблюдений. Для слабого источника стандартное упрощение потока событий существенно ухудшало бы статистику. Команда применила анализ, сохраняющий больше параметров отдельных рентгеновских событий при оценке параметров Стокса. Поляризационный сигнал формируется по азимутальному распределению треков фотоэлектронов в детекторах IXPE, поэтому каждая зарегистрированная частица несёт ограниченную информацию об угле поляризации; выигрыш обработки на уровне событий становится заметен именно на пределе чувствительности.
Абсолютную напряжённость поля в теслах этот эксперимент не определяет. Результат задаёт его ориентацию в проекции на картинную плоскость и связывает её с механизмом переноса частиц. Для пространственного контекста использованы данные Chandra, разрешающие рентгеновскую морфологию, и радиоизмерения массива ATCA. В следе пульсара направления рентгеновской и радио-поляризации оказались близки к ортогональным, что авторы связывают с пространственным разделением популяций лептонов, излучающих в этих диапазонах.
Работа стала первым поляриметрическим измерением магнитной геометрии филамента этого объекта. Она показывает ценность рентгеновской поляриметрии для систем, где изображение фиксирует форму плазменной структуры, а угол поляризации добавляет сведения о поле, управляющем движением частиц.