在一次史诗般的爆炸中向外扩张的发光网内，一颗死去的恒星正在地球上闪烁射电脉冲。
这是螃蟹，在它的射电脉冲中存在一种奇怪的信号，令天文学家感到困惑多年来。它被称为斑马图案，在绘制时看起来像是一种奇怪的波长带间隔，类似于斑马的尖刺之字形条纹。
太空中没有任何其他东西能像它一样发射，自从近二十年前首次观察到这种模式以来，天文学家一直在寻求解释。
现在，一位理论天体物理学家认为他可能已经解开了这个谜团。
堪萨斯大学的米哈伊尔·梅德韦杰夫说，这是脉冲星磁层内不同等离子体密度的光衍射产生的干涉图案。
“如果你有一个屏幕，并且电磁波经过，那么该波不会直接传播。”梅德韦杰夫解释。
“在几何光学中，障碍物投射的阴影会无限延伸——如果你在阴影中，就没有光；在阴影之外，你会看到光。但波动光学引入了不同的行为——波在障碍物周围弯曲并相互干扰，由于相长和相消干涉而产生一系列明亮和暗淡的条纹。”
蟹状脉冲星是一颗距地球约 6,200 光年的超新星的残余物，于公元 1054 年在地球天空中爆发。这是一颗大质量恒星在猛烈的喷嚏中喷射出其外部物质的壮观死亡。恒星中心的核心不再受到向外的聚变压力的支撑，在重力作用下塌陷，形成一个。
这些超高密度天体体积很小，最重的天体质量可达太阳质量的 2.3 倍，形成一个直径仅为 20 公里（12 英里）的球体。脉冲星是一种中子星，从其两极喷射出无线电波。当恒星以令人难以置信的速度旋转时，这些喷流就像灯塔光束一样扫过地球，使得恒星看起来像是在脉动。
蟹状脉冲星的自转周期约为 33 毫秒，这意味着它每秒脉冲约 30 次。
自 20 世纪 60 年代在不断膨胀的碎片气泡中发现这颗脉冲星以来，天文学家一直在研究这颗脉冲星，使其成为第一颗确信与超新星事件有关的恒星。半个多世纪以来，它仍然有其神秘之处：神秘的斑马图案直到 2007 年才被发现，天哪，这真是一个难题。
“它非常明亮，几乎跨越所有波段，”梅德韦杰夫说。 “这是我们所知道的唯一能产生斑马纹的天体，而且它只出现在蟹状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。，以及中子星常见的其他宽带组件。然而，高频间脉冲是独特的，范围在 5 到 30 GHz 之间，与微波炉中的频率相似。”
由于我们长期以来一直如此专注地观测脉冲星，因此有大量的观测数据可供使用。梅德韦杰夫利用这些数据，并根据斑马纹代表衍射条纹的假设，开发了一个基于波动光学的模型来计算脉冲星的等离子体密度。
该模型准确地复制了观测结果，为脉冲星的奇怪行为提供了巧妙的解释。梅德韦杰夫发现，当无线电波从脉冲星发出时，等离子体和磁场之间的相互作用会产生看起来像之字形斑马条纹的衍射干涉图案。
“如果我们只有一颗中子星作为屏蔽，典型的衍射图案会产生均匀分布的条纹，”梅德韦杰夫说。
“但在这里，中子星的磁场产生带电粒子，构成致密等离子体，其随距恒星的距离而变化。当无线电波穿过等离子体传播时，它会穿过稀薄区域，但会被致密等离子体反射。这种反射变化为频率：低频以大半径反射，投射出更大的阴影，而高频则产生更小的阴影，从而产生不同的条纹间距。”
该模型可以代表一种新工具，用于测量脉冲星磁层和其他可以发现衍射图案的极端环境内的等离子体密度。尽管天空中没有什么比蟹状脉冲星更好的东西，但该模型还有其他地方和方式可以应用。
“蟹状脉冲星有些独特——以天文标准来看它相对年轻，只有大约一千岁，而且能量很高，”梅德韦杰夫说。
“但它并不孤单；我们知道数百颗脉冲星，其中有十多颗也是年轻的。已知的双脉冲星，用于测试爱因斯坦的理论，也可以用所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、充满活力的脉冲星。”
该研究发表于物理评论快报。
