Теоретические астрофизики из Университета Канзаса раскрыли загадку возникновения уникального зеброобразного узора, выявленного в высокочастотных радиоимпульсах, исходящих из Крабовидной туманности. Результаты исследования были опубликованы в журнале Physical Review Letters.

В центре Крабовидной туманности расположена нейтронная звезда, известная как пульсар, которая излучает ритмичные электромагнитные импульсы. Особенностью данного пульсара является наличие своеобразного зеброобразного узора в спектре радиоволн — нехарактерного для других пульсаров явления. Этот узор отличается своей стабильностью и выраженной поляризацией.

Для изучения природы данного феномена исследователь смоделировал дифракцию волн, проходящих вокруг сферической отражающей области с варьируемым показателем преломления. Используя методы волновой оптики, был исследован эффект воздействия плотной плазмы, окружающей нейтронную звезду, на поведение электромагнитных импульсов. Модель позволила глубже понять взаимодействие импульсов с заряженными частицами в магнитосфере звезды.

В результате построенных моделей удалось обосновать, почему полосы на узоре различаются в зависимости от частоты радиоволн. Отражение высокочастотных волн плотной плазмой на различных отдалениях от звезды вызывает специфическую интерференцию. Такой механизм приводит к тому, что низкие частоты формируют широкие тени, а высокие — более узкие, что, в итоге, создает зеброобразный узор.

Данная методика анализа открывает новые возможности в определении плотности плазмы в магнитосфере нейтронной звезды. Благодаря изучаемым полосам стало возможным рассчитывать параметры плотности и распределение плазмы, что позволяет фактически проводить томографическое исследование магнитосферы.