Астрофизики-теоретики из Университета Канзаса разгадали тайну происхождения необычного узора «зебра», который наблюдается в высокочастотных радиоимпульсах из Крабовидной туманности. Это открытие опубликовано в журнале Physical Review Letters.

В центре Крабовидной туманности находится нейтронная звезда, известная как пульсар, которая испускает импульсное электромагнитное излучение. Этот пульсар уникален тем, что демонстрирует зеброобразный узор в спектре радиоволн, который не встречается у других пульсаров. Данный узор отличается стабильностью и высокой поляризацией.

Чтобы понять природу зеброобразного узора, ученый смоделировал дифракцию волн вокруг круглой отражающей области с переменным показателем преломления. Он использовал методы волновой оптики для изучения влияния плотной плазмы, которая окружает нейтронную звезду. Модель позволила исследовать, как электромагнитные импульсы взаимодействуют с заряженными частицами в магнитосфере звезды.

На основе этих моделей удалось объяснить различия в узоре полос, которые зависят от частоты радиоволн. Высокочастотные волны отражаются плотной плазмой на разных радиусах от звезды, что создает различную интерференцию. В результате этого низкие частоты образуют широкие тени, а высокие — узкие, что и приводит к возникновению необычного зеброобразного узора.

Данный метод анализа открыл возможность измерять плотность плазмы в магнитосфере нейтронной звезды. Используя наблюдаемые полосы, можно вывести параметры плотности и распределение плазмы. Это позволяет по сути создавать изображение или проводить томографию магнитосферы.