Nova ideja možda otkriva tajnu „zebrastog“ obrasca magline zvane Kraba

Foto: NASA

Kraba ima neutronsku zvezdu u svom središtu kao pulsar širok oko 30 kilometara koji emituje elektromagnetno zračenje širom kosmosa.

„To vidimo kao pulsirajuću emisiju, obično sa jednim ili dva pulsa po rotaciji. Pulsar se nalazi u centru magline Kraba, 6.000 svetlosnih godina od nas“, kaže Mihail Medvedev, profesor fizike i astronomije.

Preporučujemo

Maglina Kraba je ostatak supernove iz 1054. Istorijski podaci govore o neobično sjajnoj zvezdi na nebu. Međutim, za razliku od bilo kog drugog poznatog pulsara, ovaj ima zebrast obrazac – neobičan razmak pojasa u elektromagnetnom spektru proporcionalno frekvencijama pojasa, kao i druga čudna obeležaja poput visoke polarizacije i stabilnosti.

„Veoma je sjajan, širom gotovo svih talasnih opsega. To je jedini objekat za koji znamo da proizvodi zebrasti orazac, a pojavljuje se u samo jednoj komponenti emisije. Glavni puls je širokopojasni, tipičan za mnoge pulsare, sa drugim širokopojasnim komponentama uobičajenim za neutronske zvezde. Međutim, visokofrekventni interpuls je specijalan, u opsegu između pet i 30 gigaherca – frekvencije slične kao u mikrotalasnoj pećnici“, kaže Medevedev.

Otkako je otkriven u studiji iz 2007, ovaj obrazac zbunjuje naučnike. Predloženi su razni mehanizmi emisije, ali nijedan nije predstavljao ubedljivo objašnjenje.

Medvedev je ustanovio metod koji putem talasne optike meri gustinu plazme – „gasa“ od naelektrisanih čestica (elektrona i pozitrona) – pomoću pojasnog obrasca otkrivenog u elektromagnetnim pulsevima.

Ovaj poznati obrazac je posledica konzistentne konstruktivne interferencije, ali ima drugačije karakteristike kad radiotalasi idu oko neutronske zvezde.

Tipičan difrakcioni obrazac proizveo bi ravnomeno razmaknute pojase ako bismo imali neutronsku zvezdu kao štit, kaže Medvedev. Međutim, u ovom slučaju magnetno polje neutronske zvezde generiše naelektrisane čestice stvarajući gustu plazmu, koja varira sa udaljenošću od zvezde.

Dok se radiotalas širi kroz plazmu, prolazi kroz razređene oblasti, ali ga gusta plazma reflektuje. Ova reflesija varira sa frekvencijom – niske frekvencije reflektuju u velikim poluprečnicima, bacajući veću senku, a visoke frekvencije stvaraju manje senke, proizvodeći drugačiji razmak pojasa.

Tako je Medvedev utvrdio da plazma pulsara Kraba uzrokuje difrakciju u elektromagnetnim pulsevima, čiji rezultat je jedinstveni zebrasti obrazac neutronske zvezde.

Analizirajući pojase možemo odrediti gustinu i distribuciju plazme u magnetosferi. Ove opservacije nam omogućavaju da pretvorimo mere pojasa u gustinu distribucije plazme, u suštini svrarajući sliku ili izvodeći tomografiju magnetosfere neutronske zvezde, kaže Medvedev.

Njegova teorija može biti testirana pomoću dodatnih podataka i popravljena uračunavanjem snažnih i neobičnih gravitacionih i polarizacionih efekata. Novo razumevanje kako plazma menja signal pulsara izmeniće način na koji astrofizičari shvataju druge pulsare.

Pulsar Kraba je pomalo specijalan – relativno je mlad po astronomskim standardima, samo oko 1.000 godina star, i veoma energičan. Međutim, nije usamljen; znamo za stotine pulsara, među kojima je više od 10 takođe mlado, kaže Medvedev.

Poznati binarni pulsari, koji su korišćeni za testiranje Ajnštajnove opšte teorije relativiteta, takođe mogu biti ispitani predstavljenim metodom. Ovo istraživanje zaista može proširiti naše razumevanje i tehnike opservacije pulsara, pogotovo mladih i energičnih.

(Telegraf Nauka/Science Daily)