奇怪的“斑马”图案来自蟹状星云——这位物理学家终于找到了原因

太空中一团粉红色或紫色的波纹状气体。

这张照片显示了蟹状星云的合成视图，蟹状星云是我们银河系中标志性的超新星遗迹，由赫歇尔太空天文台和哈勃太空望远镜拍摄。（图片来源：ESA/Herschel/PACS/MESS关键项目超新星遗迹团队；美国国家航空航天局、欧洲航天局和Allison Loll/Jeff Hester（亚利桑那州立大学））

世界各地的历史记录描述了1054年天空中出现的一颗明亮的恒星。今天，天文学家确信，我们的祖先所看到的实际上是一颗超新星。

但这不仅仅是一颗超新星。这是一颗超新星，最终导致了蟹状星云的形成，蟹状星云是由星际气体和尘埃组成的拼贴体，在快速收缩的核炉的垂死挣扎中被释放的能量照亮。这颗恒星最终会变成脉冲星——一颗快速旋转的中子星——向以太发射电磁辐射脉冲。更重要的是，这个特殊的脉冲星似乎在电磁波谱的高频带发出“斑马”图案，这与迄今为止研究人员观察到的任何其他脉冲星都不同。

现在，堪萨斯大学的一位天文学家认为他已经解开了这个谜。

该研究的主要作者米哈伊尔·梅德韦杰夫在一份声明中说：“随着恒星的旋转，这种类似于灯塔光束的发射反复扫过地球。”“我们观察到这是一种脉冲发射，通常每次旋转一到两个脉冲。我讨论的特定脉冲星被称为蟹状星云脉冲星，位于距离我们6000光年的蟹状星云中心。”

奇怪的是，梅德韦杰夫将蟹状星云脉冲星描述为具有斑马图案，因为它的发射在电磁波谱中表现出与频带频率成比例的异常频带间距。梅德韦杰夫说：“几乎所有波段都非常明亮。”

他补充道：“这是我们所知道的唯一一个产生斑马图案的物体，它只出现在蟹状星云脉冲星的单个发射成分中。主脉冲是宽带脉冲，是大多数脉冲星的典型特征，其他宽带成分是中子星共有的。”“然而，高频脉间脉冲是独一无二的，频率在5到30千兆赫之间，与微波炉中的频率相似。”

天文学家在2007年首次偶然发现了这种模式，但解释很少。

不过，梅德韦杰夫能够使用一种新的方法来测量脉冲星等离子体的密度——围绕死星的过热带电粒子。然后，他能够确定蟹状星云脉冲星的等离子体物质会导致中子星奇异斑马图案的电磁脉冲衍射。

梅德韦杰夫继续说道：“通过分析边缘，我们可以推断出磁层中等离子体的密度和分布。这是令人难以置信的，因为这些观测使我们能够将边缘测量值转换为等离子体的密度分布，从而基本上创建中子星磁层的图像或进行断层扫描。”

他说：“蟹状星云脉冲星有点独特——以天文标准来看，它相对年轻，只有大约一千年的历史，而且能量很高。”“但这并不孤单；我们知道有数百颗脉冲星，其中十几颗也是年轻的。用于测试爱因斯坦广义相对论的已知双星脉冲星也可以用提出的方法进行探索。这项研究确实可以拓宽我们对脉冲星的理解和观测技术，特别是年轻的高能脉冲星。”

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