Nowe badania wyjaśniają wzór zebry w falach radiowych z Mgławicy Krab

Według nowych badań Michaiła Miedwiediewa, profesora fizyki i astronomii na Uniwersytecie w Kansas, zagadkowy wzór „zebry” w falach radiowych o wysokiej częstotliwości emitowanych przez pulsar Mgławicy Krab może w końcu znaleźć wyjaśnienie. Ten unikalny wzór, charakteryzujący się niezwykłym odstępem między pasmami wynikającym z częstotliwości, intryguje astrofizyków od czasu jego odkrycia w 2007 roku. Odkrycia Miedwiediewa, opublikowane niedawno w Physical Review Letters, sugerują, że odpowiedzialne mogą być dyfrakcja fal i zakłócenia występujące w bogatym w plazmę środowisku pulsara.

Impulsy radiowe o wysokiej częstotliwości tworzą wzory przypominające zebry

Mgławica Krab, pozostałość po supernowej obserwowanej prawie tysiąc lat temu, zawiera w swoim jądrze gwiazdę neutronową znaną jako Pulsar Kraba. Pulsar ten, mający średnicę około 20 km, emituje promieniowanie elektromagnetyczne w postaci szerokich impulsów, podobnych do promienia latarni morskiej. Crab Pulsar wyróżnia się wyraźnym wzorem zebry —zauważony tylko w obrębie określonej składowej impulsu i częstotliwości obejmujących od 5 do 30 gigaherców.

Model Miedwiediewa zakłada, że ​​wzór zebry powstaje w gęstym środowisku plazmowym pulsara. Plazma złożona z naładowanych cząstek, takich jak elektrony i pozytony, oddziałuje z polem magnetycznym pulsara, wpływając na fale radiowe w sposób przypominający zjawiska dyfrakcyjne obserwowane w falach świetlnych. Gdy fale te rozchodzą się przez obszary o różnej gęstości plazmy, tworzą wzór jasnych i ciemnych prążków, które ostatecznie wyglądają jak wzór zebry obserwowany z Ziemi.

Implikacje dla pomiaru gęstości plazmy i badań gwiazd neutronowych

Praca Miedwiediewa rzuca światło na osobliwości Pulsara Kraba i oferuje metodę pomiaru gęstości plazmy w magnetosferach gwiazd neutronowych. Model wykorzystuje optykę falową do analizy wzorów prążków oraz określenia rozkładu i gęstości plazmy. To przełom, który może otworzyć nowe możliwości badania innych młodych i energicznych pulsarów. Ta innowacyjna metoda zapewnia coś, co Miedwiediew określa jako „tomografię magnetosfery”, umożliwiającą stworzenie mapy gęstości naładowanych cząstek wokół gwiazd neutronowych.

Do potwierdzenia teorii Miedwiediewa potrzebne będą dalsze dane obserwacyjne, zwłaszcza że astrofizycy starają się zastosować jego metodę do innych młodych, energetycznych pulsarów. Jeśli jego model zostanie potwierdzony, może pomóc w lepszym zrozumieniu środowiska plazmowego gwiazd neutronowych i interakcji fal elektromagnetycznych z plazmą pulsarów.