Астрономы обнаружили, что ближайшие окрестности Солнечной системы наполнены плазменными структурами, которые бросают вызов прежним представлениям о космическом пространстве. С помощью мощного радиотелескопа MeerKAT в Южной Африке учёные зафиксировали 25 уникальных «узоров мерцания» пульсара J0437-4715 — сверхплотной нейтронной звезды, расположенной в 512 световых годах от Земли. Эти данные не только раскрыли неожиданную турбулентность внутри «Местного пузыря» — области, которую считали относительно пустой, — но и впервые позволили заглянуть внутрь ударной волны, создаваемой пульсаром при движении со сверхзвуковой скоростью.

Анимация показывает, как 25 изгибающихся арок меняют форму из-за движения пульсара. Каждый «кадр» — это один день наблюдений, всего шесть дней подряд. В отдельном окошке видны линии, которые появляются в зоне, где частицы звезды сталкиваются с космическим газом. Источник: Reardon et al., Nature Astronomy

Пульсар испускает узкие пучки радиоволн, которые, проходя через межзвёздное вещество, искажаются из-за неоднородностей плазмы. Этот эффект можно сравнить с мерцанием звёзд на ночном небе, вызванным движением воздуха, но в космическом масштабе. Улавливая малейшие изменения в сигнале, радиотелескопы преобразуют их в сцинтилляционные арки — своеобразные «отпечатки» плазменных структур. Раньше такие узоры удавалось наблюдать лишь в единичных случаях, но MeerKAT, объединяющий 64 антенны, позволил выявить рекордные 25 арок.

21 из обнаруженных структур оказалась частью «Местного пузыря» — области диаметром до 1000 световых лет, образованной древними взрывами звёзд. Ранее считалось, что здесь преобладает разреженная и горячая плазма, но данные показали: пузырь содержит компактные зоны с температурой около 10 000°C, что указывает на его постепенное остывание. Оставшиеся четыре арки связаны с головной ударной волной пульсара — областью, где частицы звезды сталкиваются с межзвёздным веществом. Анализ этих структур выявил парадокс: один из внутренних слоёв плазмы движется навстречу потоку, словно вода, внезапно потекая обратно к носу корабля.

Это открытие ставит под вопрос текущие модели ударных волн и межзвёздной среды. Следующим шагом станет применение аналогичных методов к другим пульсарам с помощью новых телескопов, таких как SKA (Square Kilometre Array). Учёные прогнозируют, что в ближайшие годы карта «космических турбулентностей» станет детальнее, а скрытые процессы галактики — от формирования звёзд до распространения энергии — начнут раскрывать свои секреты.

Подробнее на iXBT