Маяк в Крабовидной туманности мигает тридцать раз в секунду. Это пульсар — мёртвая звезда, которая при вращении выбрасывает узкие пучки света, и Земля попадает в них, как корабль в луч маяка. У этого маяка два луча: главный импульс и межпульс. Астрономы накопили 78,8 тысяч секунд наблюдений — более двух миллионов отдельных вспышек рентгеновского света — и решили посчитать, как часто приходят фотоны (частицы света) в каждом луче.
Оказалось, что межпульс ведёт себя как честная монетка: число фотонов в каждой вспышке подчиняется распределению Скэллама. Это распределение описывает разность двух случайных процессов, похожих на подсчёт дождя в два ведра, когда из одного ведра отливают, а в другое доливают. То есть в межпульсе свет то приходит, то уходит, и эти два потока независимы. Главный импульс сложнее: иногда он выдаёт вспышки с аномально большим числом фотонов. Но если сложить много вспышек подряд, эти выбросы усредняются, и главный импульс тоже начинает подчиняться распределению Скэллама. Значит, избыточная яркость не накапливается от оборота к обороту.
Астрономы также проверили, помнит ли пульсар свою предыдущую вспышку. Оказалось, что нет: между последовательными импульсами нет статистически значимой связи. Даже гигантские радиовсплески, которые иногда появляются в фазе главного импульса, не объясняют избыточную яркость. Это значит, что механизмы излучения у двух лучей разные. Возможно, главный импульс рождается в более турбулентной области магнитосферы пульсара, где плазма иногда срывается в нестабильность, как кипящая кастрюля, изредка выплёскивающая капли.
Такая статистическая аккуратность важна не только для пульсаров. Распределение Скэллама редко удаётся проверить на реальных данных с такой точностью. Теперь у астрофизиков есть эталон: если другой источник показывает отклонения от Скэллама, значит, в его излучении скрыт дополнительный процесс. А для пульсара в Крабе это количественное ограничение на модели: любая теория должна объяснить, почему у главного импульса есть редкие сверхъяркие вспышки, а у межпульса их нет.
Пульсар в Крабовидной туманности вращается 30 раз в секунду, но при этом его масса в полтора раза больше Солнца, а диаметр — всего около 20 километров. Плотность такая, что чайная ложка вещества пульсара весила бы как гора.
В романе «Контакт» Карла Сагана пульсары используются как естественные маяки для навигации межзвёздных кораблей — их строгая периодичность служит ориентиром в глубоком космосе.