Das Universum – ein faszinierender Ort voller Geheimnisse und unerklärlicher Phänomene. Ein solches Mysterium wurde nun von dem Wissenschaftler Mikhail Medvedev entschlüsselt, der das ungewöhnliche Zebramuster im Krebsnebel (M1) analysierte. Der Krebsnebel, der sich im Sternbild Stier befindet, ist der Überrest einer Supernova, die im Jahr 1054 sichtbar war. Innerhalb dieses Nebels pulsiert der Krebspulsar, ein Neutronenstern, der bei dieser gewaltigen Explosionsphase entstand und etwa 30 Mal pro Sekunde strahlt.

Seit der Entdeckung der Radiopulse im Jahr 2007 stehen die Wissenschaftler vor einem Rätsel. Die signifikanten Radiopulse des Pulsars gleichen einer Anordnung von Wellenlängen, die einem Zebramuster ähneln. Dies hat in der wissenschaftlichen Gemeinschaft für großes Aufsehen gesorgt, da es kein vergleichbares Phänomen im gesamten Universum gibt. Medvedev, ein theoretischer Astrophysiker an der University of Kansas, hat nun eine Erklärung für dieses sogenannte „Zebramuster“ gefunden.

Laut Medvedev handelt es sich um ein Interferenzmuster, das entsteht, wenn die Pulsaremissionen durch verschiedene Plasmadichten in der Magnetosphäre des Pulsars gebeugt werden. Diese neue Theorie wurde kürzlich im renommierten Fachjournal Physical Review Letters veröffentlicht. Medvedev beschreibt den Krebspulsar als einen relativ jungen Stern – nur etwa tausend Jahre alt – und hochenergetisch. Wenn der Pulsar rotiert, „fegt“ die Emission, die der Lichtstrahl eines Leuchtturms ähnelt, immer wieder an der Erde vorbei.

Das Zebramuster ist einzigartig und zeigt sich in nahezu allen Wellenbereichen, was es zu einem besonderen Objekt der astrophysikalischen Forschung macht. Es wird lediglich in einer einzigen Emissionskomponente des Pulsars wahrgenommen und hat die Neugier der Wissenschaftler geweckt. Aber wie genau entsteht dieses außergewöhnliche Muster?

Ein Pulsar ist ein sehr dichte Neutronenstern, der durch die gravitative Kollapse eines massereichen Sterns nach einer Supernova-Explosion entsteht. Diese Sterne haben typischerweise einen Radius von nur zehn bis zwölf Kilometern, aber eine Masse von 1,2 bis 2,35 Sonnenmassen. Pulsare sind dafür bekannt, sehr regelmäßig zu pulsieren, was für die Forschung von großem Nutzen ist.

In der neuen Studie nutzt Medvedev umfassende Daten des Krebspulsars, um das Zebramuster zu erklären: Jede elektromagnetische Welle, die durch die unterschiedlichen Plasmadichten in der Magnetosphäre läuft, wird abgelenkt und erzeugt die charakteristischen hellen und dunklen Streifen, die das Zebramuster bilden. Dank dieser neuen Erkenntnisse können Forscher nun die Dichteverteilung des Plasmas in der Magnetosphäre visualisieren und möglicherweise sogar digitale „Tomographies“ von Neutronensternen erstellen.

Zukünftige Forschungen könnten auch Auswirkungen auf unser Verständnis anderer Pulsare haben. Medvedev schlägt vor, weitere Beobachtungen und Daten dieser pulsierenden Sterne zu sammeln, um die existierenden Modelle zu verfeinern und die Untersuchung junger, energiereicher Pulsare voranzutreiben. Diese Revolution in der Pulsarforschung könnte bahnbrechende Erkenntnisse über die Physik der Sterne und das Verhalten von Plasma im Universum liefern.