Mowa tutaj oczywiście o gwieździe neutronowej znajdującej się w centrum Mgławicy Kraba. Obiekt ten powstał w masywnej eksplozji supernowej, która obserwowana była na Ziemi w 1054 r. n.e.
Pulsar Kraba, który obraca się wokół własnej osi 30 razy na sekundę, emituje wiązki promieniowania radiowego, które omiatają wszechświat z każdym jego obrotem. Za każdym razem, gdy wiązka ta jest skierowana w stronę Ziemi, astronomowie obserwują błysk promieniowania radiowego. Co jednak ciekawe, wśród tych regularnych impulsów naukowcy zidentyfikowali w 2007 r. osobliwe zjawisko znane jako „wzór zebry”. Po naniesieniu na wykres wzór ten przypomina pasy na ciele zebry, oznaczone wyraźnym odstępem pasm długości fal. Pomimo szeroko zakrojonych badań, ich pochodzenie ciągle umykało naukowcom. Aż do teraz.
Czytaj także: Mgławica Kraba, czyli niebo przez lornetkę
Michaił Miedwiediew, teoretyczny astrofizyk z University of Kansas, zaproponował właśnie atrakcyjne wyjaśnienie tej zagadki. Wspomniany wyżej wzór zebry przypisuje on efektowi interferencji spowodowanemu dyfrakcją światła przez zmieniające się gęstości plazmy w magnetosferze pulsara. Według badacza zjawisko to jest zgodne z zasadami optyki falowej: gdy fale elektromagnetyczne napotykają przeszkody, uginają się i interferują ze sobą, tworząc naprzemiennie jasne i ciemne prążki. Kontrastuje to z prostym zachowaniem blokowania światła opisanym przez optykę geometryczną.
Pulsar Kraba, znajdujący się w odległości 6200 lat świetlnych od Ziemi, jest jednym z najgęstszych obiektów we wszechświecie. Jego ogromne pole magnetyczne generuje środowisko plazmowe złożone z naładowanych cząstek, które oddziałuje z emitowanymi przez niego falami radiowymi. Analizy przeprowadzone przez Miedwiediewa wskazują, że gdy fale te przechodzą przez plazmę pulsara, zmiany gęstości plazmy i siły pola magnetycznego tworzą wzory dyfrakcyjne, które tworzą paski przypominające zebrę.
Czytaj także: Supernowa zakazana przez Kościół. Jej pojawienie się udokumentowano w nietypowym miejscu
Fale o niskiej częstotliwości odbijają się od plazmy znajdującej się dalej od gwiazdy, rzucając większe cienie, podczas gdy fale o wysokiej częstotliwości odbijają się od gęstszych obszarów bliżej, wytwarzając mniejsze cienie. Rezultatem jest charakterystyczny odstęp między obserwowanymi przez naukowców prążkami. Wykorzystując obszerne dane obserwacyjne zebrane na przestrzeni ostatnich kilku dekad, autor najnowszego opracowania opracował model optyki falowej, który z powodzeniem odtwarza to charakterystyczne dane obserwacyjne.
To przełomowe odkrycie nie tylko rozwiązuje tę konkretną zagadkę, ale także wprowadza potencjalne narzędzie do badania gęstości plazmy w ekstremalnych środowiskach, takich jak magnetosfery pulsara. Podczas gdy młody wiek pulsara Kraba — około 1000 lat — i wysoka moc wyjściowa sprawiają, że jest on wyjątkowy, podobne techniki można zastosować do innych gwiazd neutronowych, szczególnie do układów podwójnych składających się z dwóch pulsarów.