Радиоволны от далёкого пульсара проходят сквозь межзвёздную среду, и на их пути встречаются невидимые магнитные структуры размером с расстояние от Солнца до Земли. Одна из таких структур — токовый слой, где магнитное поле резко меняет направление, как стрелка компаса, перескочившая с севера на юг. До недавнего времени увидеть такой переворот напрямую было невозможно: стандартные методы усредняют сигнал по всему пути в сотни световых лет, и тонкая деталь тонет в общем фоне.
Но у пульсаров есть особенность: их радиосигнал мерцает, как свет далёкой звезды в турбулентной атмосфере. Астрономы научились восстанавливать из этого мерцания форму волны с точностью до фазы — положения колебания в цикле. Сравнивая фазы двух поляризаций (левой и правой круговой), можно извлечь разность вращательных мер — величину, показывающую, насколько магнитное поле повернуло плоскость поляризации. Именно этот приём применили к архивным наблюдениям пульсара B0834+06, сделанным в 2005 году на телескопах Аресибо и Грин-Бэнк.
В данных обнаружилась «1-миллисекундная линза» — плазменная структура, создающая задержку сигнала на тысячную долю секунды. Оказалось, что она распадается на две ветви, угловое разделение которых убывает с частотой по закону ν⁻², что согласуется с теорией мерцания. Для шести низкочастотных поддиапазонов (311.5–321.5 МГц) удалось измерить разность вращательных мер между ветвями: Δ(ΔRM) = (−9.3 ± 3.2) × 10⁻³ рад/м². Это сигнал на уровне 2.9σ — пока не открытие, но серьёзная заявка.
Переведя измеренную разность в модель гофрированного токового слоя, авторы получили перепад магнитного поля |Δ⟨B∥⟩| ≈ 4.4 ± 2.1 мкГс. Это значение согласуется с оценками для тёплой ионизованной среды, где тепловая и магнитная энергии примерно равны. Значит, структура не случайная флуктуация, а долгоживущий элемент межзвёздной турбулентности.
Раньше было неизвестно, существуют ли на таких масштабах токовые слои с переворотом поля. Теперь показано, что метод пульсарного мерцания с восстановлением фазы способен их увидеть. Это первый, пусть и маргинальный, сигнал магнитного переворота в межзвёздной среде. Если метод масштабировать на другие пульсары, можно построить карту магнитных полей на малых масштабах и уточнить, как космические лучи блуждают в галактике. А это, в свою очередь, поможет и в поиске гравитационно-волнового фона по сбоям в тайминге пульсаров.
Размер токового слоя, который удалось «увидеть», составляет около 0.6 астрономической единицы — это меньше расстояния от Солнца до Земли. При этом сам пульсар находится на расстоянии сотен парсек, то есть в миллионы раз дальше.
Идея о том, что невидимые магнитные структуры в межзвёздной среде могут влиять на траектории частиц, напоминает концепцию «гравитационных линз» из научной фантастики, но здесь линзирование осуществляется плазмой и магнитным полем, а не гравитацией.