Teorijski astrofizičar Mihail Medvedev sa Univerziteta u Kanzasu može biti na pragu razrešenja jednog od najvećih misterija u astrofizici — porekla neobičnog „zebrasnog“ uzorka u visokofrekventnim radio impulsima sa Crab Pulsara. Ovaj pulsar se nalazi u centru Rakove magline, ostatku supernove koji se formirao pre više od 1000 godina, i ima neutronsku zvezdu u svom centru.
Pulsar u centru Rakove magline je izvor poznatih pulsnih emisija, koje podsećaju na svetionik, sa impulsima koji se ponavljaju svaki put kada se zvezda rotira. Međutim, ono što je posebno u vezi sa Crab Pulsarom je neobičan zebrasti obrazac koji se javlja u njegovoj visokofrekventnoj emisiji, između 5 i 30 gigaherca, što je opseg frekvencija koji podseća na one u mikrotalasnim pećnicama.
Ovaj zebrasti uzorak, koji se javlja samo u određenim komponentama emisije, bio je zbunjujući za astronome od 2007. godine, kada je prvi put otkriven. Tradicionalni mehanizmi emisije nisu mogli ubedljivo objasniti ove neobične karakteristike, uključujući visoku polarizaciju i stabilnost impulsa.
Medvedev je razvio novu teoriju koristeći talasnu optiku, kako bi objasnio ovaj fenomen. Talasna optika omogućava razumevanje kako elektromagnetni talasi, poput onih koje emituje pulsar, interaguju sa materijom kroz prepreke poput plazme. Za razliku od geometrijske optike, koja opisuje svetlosne talase koji se šire ravnomerno, talasna optika uzima u obzir kako talasi savijaju prepreke i ometaju jedni druge, što rezultira nizovima svetlih i prigušenih rubova zbog konstruktivnih i destruktivnih smetnji.
Prema Medvedevovoj teoriji, Crab Pulsar je specifičan jer njegova magnetosfera generiše gustu plazmu koja ometa širenje radio talasa. Različite gustine plazme, koje variraju u zavisnosti od udaljenosti od neutronske zvezde, uzrokuju razlike u tome kako se radio talasi reflektuju i difraktuju. Niske frekvencije se reflektuju sa velikih radijusa, stvarajući veće senke, dok visoke frekvencije stvaraju manja odstupanja, što rezultira specifičnim zebrastim uzorkom u elektromagnetnim impulsima.
Ovaj model ne samo da objašnjava zebrasti obrazac, već pruža i način da se mapira gustina i distribucija plazme u magnetosferi pulsara. Analizom difrakcionih rubova u radio impulsima, Medvedev je u mogućnosti da konvertuje te podatke u slike i tomografske prikaze plazme, pružajući neverovatan uvid u unutrašnju strukturu magnetosfere neutronske zvezde.
Medvedevova teorija može se koristiti za proučavanje drugih mladih i energičnih pulsara, ne samo Crab Pulsara. Na primer, binarni pulsari koji su korišćeni za testiranje opšte teorije relativnosti Ajnštajna takođe mogu biti analizirani ovom metodom. Korišćenje talasne optike za posmatranje i mapiranje magnetosfera ovih pulsara može pomoći astronomima da bolje razumeju fiziku koja upravlja ponašanjem neutronskih zvezda.
Ova nova teorija daje novi pogled na razumevanje difrakcije talasa u okolini pulsara, otvarajući put za nova istraživanja u astrofizici. Kao rezultat, Medvedevov rad ne samo da razjašnjava zebrasti obrazac Crab Pulsara, već nudi i potencijal za proširenje metoda posmatranja pulsara, što bi moglo imati dalekosežne posledice za istraživanje drugih mladih, energetskih pulsara u svemiru.
