Более двадцати лет астрономы пытались найти объяснение необычной структуре радиоволн, исходящих от пульсара Краба. Этот объект представляет собой плотный остаток сверхновой, вспышка которой была зафиксирована китайскими и японскими наблюдателями еще в 1054 году. В спектре его излучения ученые обнаружили отчетливый «зебровый» паттерн – серию ярких, равномерно расположенных полос, которые не встречаются у других известных пульсаров.
Профессор физики и астрономии Канзасского университета Михаил Медведев представил модель, которая окончательно решает эту научную загадку. Исследование, принятое к публикации в Journal of Plasma Physics, описывает механизм взаимодействия плазмы и гравитации, формирующий сигнал. Согласно выводам ученого, ключевым фактором стало гравитационное линзирование, которое ранее не рассматривалось в сочетании с плазменными эффектами для объектов такого типа.
Пульсар Краба находится в центре одноименной туманности в рукаве Персея Млечного Пути, примерно в 6500 световых годах от Земли. Его сигнал уникален тем, что вместо непрерывного спектра, характерного для солнечного света или большинства других пульсаров, он испускает строго разделенные полосы частот. Между яркими участками спектра наблюдаются зоны полной темноты. Исследователи сравнивают это с радугой, в которой присутствовали бы только определенные цвета при полном отсутствии промежуточных оттенков.
В основе предложенной модели лежит концепция искривления пространства–времени. Гравитация нейтронной звезды действует как собирающая линза, фокусируя лучи света. В то же время плазма в магнитосфере пульсара работает как линза рассеивающая. Эти две силы вступают в своеобразное противостояние: плазма стремится развести лучи в стороны, а гравитация притягивает их внутрь. На определенных участках эти эффекты компенсируют друг друга, создавая условия для возникновения интерференции.
Из-за симметрии радиоволны доходят до наблюдателя как минимум по двум почти идентичным путям. Когда сигналы совмещаются, они либо усиливают друг друга, создавая яркую полосу, либо гасят, образуя темный промежуток. Этот эффект интерферометра и формирует наблюдаемый полосатый рисунок. Добавление гравитационной составляющей Эйнштейна в теоретическую модель позволило добиться высокой контрастности полос, которая ранее не поддавалась математическому описанию.
Работа Медведева стала первым практическим подтверждением того, что гравитация и плазма могут совместно формировать структуру космического сигнала. В отличие от черных дыр, где изображение определяется почти исключительно гравитацией, пульсар Краба продемонстрировал более сложную физическую систему. Полученные данные станут инструментом для изучения распределения материи вокруг нейтронных звезд и помогут в анализе их внутреннего строения через оценку гравитационных эффектов. Уточненные результаты исследования будут представлены на глобальном физическом саммите Американского физического общества в 2026 году.
