Ανακαλύφθηκε εκπληκτική σχέση μεταξύ γρήγορων ραδιοφωνικών εκρήξεων και σεισμών – Physics World

Ερευνητές στην Ιαπωνία βρήκαν εντυπωσιακές ομοιότητες μεταξύ της στατιστικής συμπεριφοράς των επαναλαμβανόμενων γρήγορων ραδιοφωνικών εκρήξεων (FRB) και των σεισμών.

Τα FRB είναι σύντομες, έντονες εκρήξεις ραδιοκυμάτων έξω από τον γαλαξία μας. Ενώ αυτές οι εκρήξεις συνήθως διαρκούν μερικά χιλιοστά του δευτερολέπτου, οι αστρονόμοι έχουν βρει επίσης εκρήξεις χίλιες φορές πιο κοντό.

Τα FRB χωρίζονται σε γενικές γραμμές σε δύο κατηγορίες: επαναλαμβανόμενες πηγές FRB και "εφάπαξ" FRB, που δεν έχουν ακόμη επαναληφθεί. Το αν όλες οι πηγές FRB επαναλαμβάνονται παραμένει ένα ανοιχτό ερώτημα.

Στη μελέτη τους, οι αστροφυσικοί Tomonori Totani και Yuya Tsuzuki από το Πανεπιστήμιο του Τόκιο χρησιμοποίησαν ένα σύνολο δεδομένων 7000 εκρήξεων από τρεις επαναλαμβανόμενες πηγές. Τα δεδομένα ελήφθησαν από αστρονόμους ραδιοφώνου χρησιμοποιώντας το Arecibo αστεροσκοπείο στο Πουέρτο Ρίκο και Σφαιρικό T με διάφραγμα πεντακοσίων μέτρωνηλεσκόπιο στη νοτιοδυτική Κίνα.

Μία από αυτές τις πηγές - FRB20121102A - βρίσκεται πάνω από τρία δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά και ήταν ο πρώτος αναμεταδότης FRB που ανακαλύφθηκε.

Το δίδυμο διαπίστωσε ότι οι χρόνοι άφιξης των ριπών από το FRB20121102A έδειξαν υψηλό βαθμό συσχέτισης, με πολλές περισσότερες εκρήξεις να φτάνουν μέσα σε ένα δευτερόλεπτο η μία από την άλλη από ό,τι θα αναμενόταν εάν η δημιουργία ριπών ήταν εντελώς τυχαία. Αυτή η συσχέτιση εξαφανίστηκε σε μεγαλύτερα χρονικά διαστήματα, με τις εκρήξεις που διαχωρίζονται κατά περισσότερο από ένα δευτερόλεπτο να φτάνουν εντελώς τυχαία.

Έφεραν ομοιότητες με αυτή τη συμπεριφορά με το πώς οι σεισμοί προκαλούν δευτερεύοντες μετασεισμούς τις ώρες ή τις ημέρες μετά από έναν σεισμό, αλλά στη συνέχεια γίνονται εντελώς απρόβλεπτοι μόλις περάσει ένα επεισόδιο μετασεισμών.

Επιπλέον, διαπίστωσαν ότι ο ρυθμός αυτών των «μετασεισμών» FRB ακολουθεί τον ίδιο νόμο Omori-Utsu που χαρακτηρίζει την εμφάνιση μετασεισμών στη Γη. Ο νόμος ορίζει ότι λίγο μετά από έναν μεγάλο σεισμό, ο ρυθμός των μετασεισμών παραμένει σταθερός για μια σύντομη περίοδο λεπτών έως ωρών, μετά την οποία ο ρυθμός μετασεισμών πέφτει, μειώνοντας περίπου το αντίστροφο του χρόνου από το κύριο σοκ.

Διαπίστωσαν ότι κάθε έκρηξη είχε 10-50% πιθανότητα να προκαλέσει μετασεισμό, ανάλογα με την πηγή της. Αυτή η πιθανότητα παρέμεινε σταθερή, ακόμη και όταν η δραστηριότητα FRB αυξήθηκε ξαφνικά σε ένα δεδομένο επεισόδιο. Οι σεισμοί παρουσιάζουν παρόμοιες συμπεριφορές, οι ρυθμοί μετασεισμών τους παραμένουν σταθεροί ακόμα και αν η συνολική δραστηριότητα του σεισμού αλλάξει σε μια περιοχή.

Υπάρχει, ωστόσο, μια σημαντική διαφορά μεταξύ των FRB και των σεισμών. Ενώ οι μετασεισμοί τείνουν να είναι συστηματικά πιο αδύναμοι από τον κύριο κλονισμό, τα FRB που συσχετίζονται με το χρόνο έχουν εντελώς ασύνδετες ενέργειες. Αυτό σημαίνει ότι για τα FRB δεν υπάρχει ουσιαστικά διαφορά μεταξύ ενός «προ-σοκ» και ενός «μετα-σοκ», επειδή το κύριο σοκ δεν ξεχωρίζει.

Σε έναν γαλαξία πολύ μακριά

Ο Totani επισημαίνει, ωστόσο, ότι αυτό θα μπορούσε να οφείλεται στο περιορισμένο δυναμικό εύρος των δεδομένων FRB σε σύγκριση με τους σεισμούς: τα περισσότερα FRB είναι πολύ αδύναμα, όντας μόνο ελαφρώς πάνω από το όριο ανίχνευσης.

Από τις πολλές θεωρίες που εξηγούν την προέλευση των FRB, τα μαγνητάρια – αστέρια νετρονίων με εξαιρετικά ισχυρά μαγνητικά πεδία – έχουν γίνει μια κορυφαία επιλογή.

Αυτό οφείλεται στο ότι ο στερεός φλοιός των άστρων νετρονίων, που περιβάλλει έναν υπερρευστό πυρήνα, μπορεί ξαφνικά να απελευθερώσει συσσωρευμένες τάσεις από αστρικούς σεισμούς που στη συνέχεια οδηγούν σε FRB, όπως ακριβώς οι τεκτονικές πλάκες παράγουν σεισμούς καθώς μετακινούνται γύρω από τον υγρό μανδύα της Γης. Και έτσι, «Ήταν μάλλον φυσικό να συγκρίνουμε επαναληπτικά FRB και σεισμούς», είπε ο Totani Κόσμος Φυσικής.

Οι αστρονόμοι ανακοινώνουν τη συλλογή των συντομότερων γρήγορων ραδιοφωνικών εκρήξεων που έχουν ανακαλυφθεί ποτέ

Η εργασία προσθέτει επίσης σε προηγούμενα ευρήματα από αστρονόμοι στην Κίνα το 2018 που έδειξε ότι το Σεισμός-νόμος Gutenberg-Richter θα μπορούσε να εφαρμοστεί στη διανομή ενέργειας των FRB. Ο νόμος εκφράζει μια σχέση για τον συνολικό αριθμό των σεισμών που αναμένονται πάνω από μια ορισμένη ενέργεια μέσα σε ένα δεδομένο χρόνο και τόπο.

Πράγματι, ενώ τα FRB μπορεί να φαίνονται αβλαβή γεγονότα σε σύγκριση με τους σεισμούς, κάθε άλλο παρά αβλαβή είναι. ο το πιο αδύναμο FRB που έχει εντοπιστεί ποτέ εξακολουθούν να απελευθερώνουν πάνω από ένα δισεκατομμύριο φορές περισσότερη ενέργεια από το μέγεθος των 9.5 βαθμών 1960 σεισμός στη Βαλδίβια στη Χιλή – ο ισχυρότερος σεισμός που έχει καταγραφεί.

Υπάρχουν επίσης FRB που είναι άλλες 10 εκατομμύρια φορές ισχυρότεροι, όπως ανέφεραν Αυστραλοί αστρονόμοι ραδιοφώνου την Τετάρτη όταν ανακάλυψαν ένα FRB που χρειάστηκε περίπου οκτώ δισεκατομμύρια χρόνια για να φτάσει στη Γη - η πιο απομακρυσμένη έκρηξη που έχει εντοπιστεί ποτέ.

Ο Totani σχεδιάζει τώρα να εφαρμόσει μαθηματικά μοντέλα από μελέτες σεισμών σε δεδομένα FRB, ελπίζοντας να πει υποδείξεις σχετικά με τις ιδιότητες της πυρηνικής ύλης στα αστέρια νετρονίων.

Η έρευνα περιγράφεται στο Μηνιαίες ειδοποιήσεις της Βασιλικής Αστρονομικής Εταιρείας.

• SEO Powered Content & PR Distribution. Ενισχύστε σήμερα.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Ενδυναμώστε τον εαυτό σας. Πρόσβαση εδώ.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Ενισχύθηκε η γνώση. Πρόσβαση εδώ.
• PlatoESG. Ανθρακας, Cleantech, Ενέργεια, Περιβάλλον, Ηλιακός, Διαχείριση των αποβλήτων. Πρόσβαση εδώ.
• PlatoHealth. Ευφυΐα βιοτεχνολογίας και κλινικών δοκιμών. Πρόσβαση εδώ.
• πηγή: https://physicsworld.com/a/surprising-link-discovered-between-fast-radio-bursts-and-earthquakes/