Seit mehr als zwei Jahrzehnten zeigt ein Radiosignal vom Krebs-Pulsar perfekt gleichmäßige Bänder. Diese Beobachtung hat die astronomische Gemeinschaft lange Zeit verblüfft, da kein anderer Pulsar eine solche Regelmäßigkeit aufweist.
Dieser Pulsar entspricht dem kollabierten Kern eines Sterns, der im Jahr 1054 als Supernova explodierte und etwa 6500 Lichtjahre von der Erde entfernt ist. Seine relative Nähe und Helligkeit machen ihn zu einem bevorzugten Studienobjekt, um stellare Überreste zu untersuchen.
Die meisten Radioemissionen von Pulsaren sind breit und wenig strukturiert, nicht so scharf und in Bändern wie beim Krebs-Pulsar.
Kürzlich gelang es Arbeiten, dieses Rätsel zu lösen, indem sie es einer besonderen Kombination aus den Eigenschaften des Plasmas und den Effekten der Gravitation zuschrieben. Mikhail Medvedev von der University of Kansas hat diese Ergebnisse auf einem Physik-Gipfel vorgestellt, und ein Artikel wurde im
Journal of Plasma Physics angenommen.
In der Magnetosphäre des Pulsars wirkt das Plasma wie eine Linse, die die Ausbreitung der Radiowellen verbreitert und Bereiche mit geringer Intensität erzeugt. Dieses Phänomen ist aus der Plasmaphysik wohlbekannt, aber hier interagiert es mit einer entgegengesetzten Kraft, der Schwerkraft, die dazu neigt, die Strahlen zu bündeln.
Nach Einsteins Relativitätstheorie krümmt die Gravitation die Raumzeit und wirkt wie eine fokussierende Linse. Indem sie sich mit dem streuenden Effekt des Plasmas überlagert, ermöglicht sie die Bildung präziser Interferenzen, bei denen bestimmte Frequenzen verstärkt und andere ausgelöscht werden, was die beobachteten Bänder erzeugt.
Diese Entdeckung bietet Wissenschaftlern eine Möglichkeit, Neutronensterne und andere kompakte Objekte noch weiter zu erforschen. Die Analyse dieser Signale ermöglicht es, die Materieverteilung um diese Himmelskörper abzuschätzen und sogar mithilfe der gravitativen Effekte ihr Inneres zu untersuchen.
Obwohl das aktuelle Modell die Bänder qualitativ erklärt, werden Anpassungen erwartet, zum Beispiel durch die Einbeziehung der Rotation des Pulsars.
Quelle: arXiv