Пульсар — это быстро вращающаяся нейтронная звезда, чья невероятно высока: размеры этого небесного тела не превышают размеров небольшого города, но масса примерно равна массе Солнца. Пульсар работает как космический маяк, испуская узкие пучки излучения из полюсов, которые мы видим как регулярные вспышки при вращении.
В отличие от других пульсаров, чье радиоизлучение «размазано» по широкому спектру, Крабовидный пульсар демонстрирует удивительно четкие полосы: яркая линия, затем полная темнота, снова яркая линия — и так далее, словно полоски зебры. Больше ни один известный науке пульсар не показывает ничего подобного.
В 2024 году профессор физики и астрономии Канзасского университета Михаил Медведев предложил модель, которая в целом объясняла происхождение полос: плазма в магнитосфере пульсара работает как рассеивающая линза, вызывая дифракцию радиоволн. Однако эта модель не могла воспроизвести наблюдаемый контраст — полосы в реальности оказывались гораздо более резкими, чем предсказывала теория.
Теперь Медведев нашел недостающий фрагмент космической головоломки — гравитацию. «Свет не движется по прямой в гравитационном поле, потому что само пространство искривлено, — поясняет ученый. — Гравитация действует как фокусирующая линза в искривленном пространстве-времени».
Суть открытия заключается в том, что плазма и гравитация работают как две линзы с противоположными свойствами. Плазма рассеивает лучи, гравитация их собирает. При наложении этих эффектов возникают особые траектории, на которых они компенсируют друг друга. По симметрии таких путей как минимум два, и когда два почти одинаковых луча приходят к наблюдателю, они образуют естественный интерферометр. На одних частотах сигналы усиливают друг друга — и возникают яркие полосы, на других гасят — и наступает полная темнота. Именно так рождается уникальный полосатый узор.
Медведев отмечает, что это единственный известный случай, когда астрономы видят «перетягивание каната» между плазмой и гравитацией в формировании наблюдаемого сигнала — в отличие от изображений черных дыр, где структуру определяет только гравитация.
Крабовидный пульсар расположен всего в 6500 световых годах от Земли и хорошо виден, что делает его идеальной лабораторией для изучения космических тел такого рода. Новая модель может стать чувствительным инструментом для анализа распределения материи вокруг нейтронных звезд и, возможно, даже позволит заглянуть в их недра через гравитационные эффекты.
Ранее российские астрономы заметили необычное поведение молодой звезды.
