Penelitian baru menjelaskan pola zebra pada gelombang radio dari Nebula Kepiting

Pola “zebra” yang membingungkan dalam gelombang radio frekuensi tinggi yang dipancarkan oleh pulsar Nebula Kepiting akhirnya dapat dijelaskan, menurut penelitian baru yang dilakukan oleh Mikhail Medvedev, seorang profesor fisika dan astronomi di Universitas Kansas. Pola unik ini, yang ditandai dengan jarak pita berbasis frekuensi yang tidak biasa, telah menarik minat para ahli astrofisika sejak penemuannya pada tahun 2007. Temuan Medvedev, yang baru-baru ini diterbitkan dalam jurnal Physical Review Letters, menunjukkan bahwa difraksi gelombang dan interferensi yang terjadi pada pulsar kaya plasma dapat bertanggung jawab.

Pulsa radio frekuensi tinggi menciptakan pola seperti zebra

Nebula Kepiting, sisa supernova yang diamati hampir seribu tahun yang lalu, pada intinya berisi bintang neutron yang dikenal sebagai pulsar Kepiting. Pulsar ini, berdiameter sekitar 12 mil, memancarkan radiasi elektromagnetik dalam bentuk gelombang yang menyerupai pancaran mercusuar. Crab Pulsar menonjol karena pola zebranya yang khas —Melihat Hanya dalam komponen pulsa tertentu dan frekuensi antara 5 dan 30 GHz.

Model Medvedev berpendapat bahwa pola zebra muncul dari lingkungan plasma padat pulsar. Plasma, yang terdiri dari partikel bermuatan seperti elektron dan positron, berinteraksi dengan medan magnet pulsar, mempengaruhi gelombang radio dengan cara yang mirip dengan fenomena difraksi yang terlihat pada gelombang cahaya. Saat gelombang ini merambat melintasi wilayah dengan kepadatan plasma yang berbeda-beda, gelombang tersebut menciptakan pola pinggiran terang dan gelap, yang pada akhirnya tampak seperti pola zebra yang diamati dari Bumi.

Implikasinya terhadap pengukuran kepadatan plasma dan penelitian bintang neutron

Karya Medvedev menyoroti sifat-sifat pulsar Kepiting dan menawarkan cara untuk mengukur kepadatan plasma di magnetosfer bintang neutron. Model ini menggunakan optik gelombang untuk menganalisis pola pinggiran dan menentukan distribusi dan kepadatan plasma. Ini merupakan pencapaian yang dapat membuka cakrawala baru bagi studi pulsar muda dan energik lainnya. Metode inovatif ini menghasilkan apa yang digambarkan Medvedev sebagai “tomografi magnetosfer”, yang memungkinkan pemetaan kepadatan partikel bermuatan di sekitar bintang neutron.

Diperlukan lebih banyak data observasi untuk memvalidasi teori Medvedev, terutama karena ahli astrofisika berupaya menerapkan metodenya pada pulsar muda dan aktif. Modelnya, jika dikonfirmasi, dapat membantu memajukan pemahaman kita tentang lingkungan plasma bintang neutron dan interaksi gelombang elektromagnetik dengan plasma pulsar.