W najnowszym artykule naukowym opublikowanym pod koniec kwietnia w periodyku Nature Astronomy, naukowcy podważają naszą dotychczasową wiedzę o przestrzeni znajdującej się tuż za granicami Układu Słonecznego i rzucają nowe światło na fale uderzeniowe, które w tejże plazmie tworzą mknące przez przestrzeń międzygwiezdną pulsary.
Każdy, kto choć raz przyjrzał się nocnemu niebu, wie, że gwiazdy migoczą, a planety pozostają niezmienne na niebie. Mało kto jednak wie, że efekt migotania gwiazd nie ogranicza się jednak do światła widzialnego. Pulsary dla przykładu migoczą także w pasmie radiowym. Analizując zmienność sygnału radiowego docierającego do nas z pobliskiego pulsara J0437-4715, naukowcy stworzyli mapę nieznanych dotąd warstw plazmy i odkryli zdumiewający łuk uderzeniowy, czyli miejsce, gdzie wiatr gwiazdowy zderza się z otaczającym gwiazdę ośrodkiem międzygwiezdnym.
Czytaj także: Ten pulsar robi coś niewyobrażalnego. Naukowcy próbują to wyjaśnić
Zespół naukowców przez sześć dni obserwował pulsar J0437-4715 przy użyciu MeerKAT, czyli najczulszego radioteleskopu na półkuli południowej. W przeciwieństwie do zwykłych gwiazd pulsary wysyłają wiązki fal radiowych, które migoczą, przedzierając się przez turbulentne warstwy plazmy międzygwiazdowej.
Tak się składa, że sposób migotania pulsara pozwala odczytać kluczowe informacje o położeniu, strukturze i ruchu obłoków plazmy oraz o dynamice samego pulsara. Dzięki temu naukowcom udało się uzyskać bezprecedensowy wgląd w zawartość tzw. Lokalnego Bąbla, regionu otaczającego Układ Słoneczny, a który według wielu dotychczasowych badań powinien być oczyszczony z gazu i pyłu przez kilkanaście eksplozji supernowych, do których doszło około 140 milionów lat temu.
Największym zaskoczeniem okazała się analiza tzw. „łuków scyntylacyjnych”, które teoretycznie umożliwiają odtworzenie trójwymiarowej mapy struktur plazmowych, których nie da się praktycznie zauważyć w przestrzeni międzygwiezdnej w żaden inny sposób. Okazało się, że wbrew wcześniejszym założeniom Lokalny Bąbel pełen jest licznych zwartych obłoków plazmy o rozmiarach porównywalnych z rozmiarami całego naszego Układu Słonecznego. Pustka zatem okazała się zaskakująco pełna.
Czytaj także: To nie jest kometa. Za tym pulsarem ciągnie się rekordowo długi ogon
Analizując falę uderzeniową pulsara J0437-4715 mknącego przez ośrodek międzygwiezdny z prędkością dziesięciokrotnie większą od prędkości dźwięku, która powstaje w wyniku uderzenia w otaczający gaz, naukowcy byli w stanie odtworzyć struktury plazmowe znajdujące się na drodze pulsara. Warto tutaj podkreślić, że choć fale uderzeniowe powinny być powszechne wokół pulsarów, do tej pory udało się wykryć ich zaledwie w kilku przypadkach. Nowe badanie to pierwsza okazja do zajrzenia do wnętrza takiego łuku i bezpośredniego zmierzenia prędkości plazmy.
Obserwacje ujawniły obecność wielu warstw plazmy w strukturze fali uderzeniowej, w tym jednej warstwy niespodziewanie przesuwającej się w kierunku czoła fali. Dzięki bliskości pulsara do Układu Słonecznego oraz wyjątkowej czułości MeerKAT naukowcom udało się wykonać nieosiągalne dotąd pomiary. Te z kolei pozwoliły odtworzyć trójwymiarowy kształt fali uderzeniowej przed pulsarem, prędkość plazmy wewnątrz niej oraz dowody na istnienia zagęszczeń plazmy w pozornie pustym Lokalnym Bąblu. Nasza wiedza o pulsarach oraz o otoczeniu Układu Słonecznego weszła właśnie na zupełnie nowy poziom.