Die Untersuchung der Eigenschaften von Licht mit dem Very Large Telescope (VLT) des European Southern Observatory hat Astronomen zu ziemlich unerwarteten Ergebnissen geführt. Es stellte sich heraus, dass die Polarisation des Lichts um den beobachteten Neutronenstern auf das Vorhandensein eines Quanteneffekts hinweist, den Wissenschaftler bereits in den 1930er Jahren vorausgesagt hatten und der als doppelte Brechung von Strahlen im Vakuum bezeichnet wurde.
Die Entdeckung wurde von einer Gruppe von Forschern unter der Leitung von Roberto Mignani vom Nationalen Astrophysikalischen Institut (Istituto Nazionale di Astrofisica, INAF) in Italien gemacht. Wissenschaftler haben eine detaillierte Analyse der VLT-Daten aus Beobachtungen des Sterns mit dem Codenamen RX J1856.5-3754 durchgeführt, der sich 400 Lichtjahre von der Erde entfernt befindet. Die Forschung wurde den monatlichen Mitteilungen der Royal Astronomical Society vorgelegt.
Es wird angenommen, dass Neutronensterne die sehr dichten Kerne massereicher Sterne sind, deren Masse mindestens zehnmal so groß ist wie die der Sonne. Die Sterne erhielten diesen Status nach bestimmten dramatischen Ereignissen am Ende ihres Lebenszyklus, nämlich einer Supernova-Explosion. Solche Objekte haben extrem starke Magnetfelder, ihre Leistung ist milliardenfach größer als die des Magnetfelds der Sonne. Dadurch können sie den den Raum umgebenden leeren Raum beeinflussen.
Nach den Gesetzen der Physik passiert Licht beim Durchgang durch ein Vakuum unverändert. Gemäß der Quantenelektrodynamik ist der Hohlraum jedoch mit virtuellen Teilchen gefüllt, die ständig erscheinen und verschwinden. Neue Forschungsergebnisse zeigen, dass Magnetfelder das Vakuum so verändern können, dass es das durch ihn hindurchtretende Licht beeinflusst und ihm Polarität verleiht. VLT-Daten zeigten, dass im Fall von RX J1856 eine lineare Lichtpolarisation von 16% vorliegt.
“Ein so hoher Grad an linearer Polarisation, den wir aufgezeichnet haben, kann nicht ohne die Hilfe von quantenelektrodynamischen Konzepten der Doppelbrechung im Vakuum erklärt werden”, fasste Mignani zusammen.
