Учені пояснили швидкі радіосплески “зоретрясіннями”

Принаймні деякі зі швидких радіосплесків (FRB) можуть бути викликані “зоретрясіннями”, що виникають “на поверхні нейтронних зірок”, стверджують учені Токійського університету в новій роботі.

Швидкий радіосплеск (Fast Radio Bursts) являє собою раптовий імпульс радіочастотного випромінювання, який триває всього кілька мікросекунд. З моменту першого виявлення 2007 року астрономи зафіксували вже тисячі таких подій: одні джерела випускають їх регулярно, інші ж виробляють їх один раз і замовкають.

Поширеними джерелами регулярних радіосплесків є пульсари і магнетари – нейтронні зірки, тобто щільні ядра колись масивних зірок, що згорнулися, чия маса тепер порівнянна з сонячною при діаметрі в десятки кілометрів. Пульсари обертаються з частотою в кілька сотень обертів на секунду, а їхнє магнітне поле нахилене до осі обертання, через що виникає випромінювання. Магнетари обертаються повільніше, але мають найсильніші у Всесвіті магнітні поля – у трильйони разів сильніші за земне.

2020 року телескоп CHIME (Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment) зафіксував подію, схожу на FRB, але сплеск виходив від SGR 1935+2154 – “джерела регулярного м’якого гамма-випромінювання”. Подію підтвердив телескоп STARE2 (Survey for Transient Astronomical Radio Emission 2), і припущення, що FRB міг бути створений магнетаром, видавалося багатообіцяючим.

Вчені також зафіксували кілька FRB, які більше не повторювалися, і припустили, що їхнє джерело було знищено. Таким джерелом міг бути бліцар – химерна астрономічна подія, пов’язана з колапсом надмірно масивної нейтронної зірки в чорну діру. Ця подія виникає під час злиття двох нейтронних зірок – вона утворює надто велику нейтронну зірку, яку утримує від негайного колапсу тільки швидке обертання. Але обертання сповільнюється через сильні магнітні поля, об’єкт колапсує в чорну діру, а енергія магнітних полів вивільняється у вигляді FRB.

У 2022 році астрономи за допомогою телескопа CHIME виявили FRB, який був зафіксований як одинична подія, але насправді складався з дев’яти окремих сплесків, які повторювалися приблизно кожні 215 мс, а його джерело було, ймовірно, поблизу поверхні магнетара. За однією з версій, зірка оберталася повільно, а подія була породжена вібраціями її кори, тобто “зоретрясінням”. Вчені токійського університету вирішили порівняти статистику FRB з даними про землетруси і сонячні спалахи, щоб встановити можливі подібності. Для цього було вивчено 7000 сигналів від трьох джерел FRB, що повторюються, щоб врахувати кореляцію між іншими подібними подіями – той самий підхід було використано під час встановлення кореляції за часом та енергією землетрусів і сонячних спалахів для подальшого аналізу всіх трьох явищ.

Як з’ясувалося, між FRB і землетрусами дійсно є деякі подібності. Зокрема, ймовірність афтершоку після одиночної події становить від 10% до 50%. Частота афтершоків залишається постійною величиною, навіть якщо активність FRB і землетрусу істотно змінюється – водночас кореляція між енергіями основного поштовху та афтершоків відсутня. Дослідники планують і далі аналізувати нові дані FRB, але вже отримані ними результати вказують, що нейтронні зірки можуть мати тверду кору, схильну до “зоряних потрясінь”, під час яких виділяється величезна кількість енергії у вигляді FRB.

Астрономи кажуть, що їхній проєкт допоможе більше дізнатися як про землетруси, хоча умови на далеких надщільних зірках і кардинально відрізняються від земних, так і про матерію дуже високої щільності, а також про фундаментальні закони ядерної фізики.

Читайте також:

• У Китаї почав працювати найбільший у світі сонячний радіотелескоп
• Швидкі радіосплески далеких зірок отримали нове пояснення