Scoperto collegamento sorprendente tra esplosioni radio veloci e terremoti – Physics World

Ricercatori in Giappone hanno trovato sorprendenti somiglianze tra il comportamento statistico dei lampi radio veloci (FRB) ripetuti e i terremoti.

Gli FRB sono brevi e intensi lampi di onde radio provenienti dall'esterno della nostra galassia. Anche se questi lampi durano tipicamente pochi millisecondi, gli astronomi hanno anche trovato dei lampi mille volte più breve.

Gli FRB sono sostanzialmente suddivisi in due categorie: fonti FRB ricorrenti e FRB “una tantum”, che non si sono ancora ripetuti. Se tutte le fonti FRB si ripetano rimane una questione aperta.

Nel loro studio, gli astrofisici Tomonori Totani e Yuya Tsuzuki dell'Università di Tokyo hanno utilizzato un set di dati di 7000 lampi provenienti da tre fonti ripetute. I dati sono stati presi dai radioastronomi utilizzando il Arecibo osservatorio a Porto Rico e Apertura sferica T di cinquecento metritelescopio nel sud-ovest della Cina.

Una di queste fonti – FRB20121102A – si trova a oltre tre miliardi di anni luce di distanza ed è stato il primo ripetitore FRB scoperto.

I due hanno scoperto che i tempi di arrivo dei burst da FRB20121102A mostravano un alto grado di correlazione, con molti più burst che arrivavano entro un secondo l’uno dall’altro di quanto ci si aspetterebbe se la generazione dei burst fosse completamente casuale. Questa correlazione svaniva su scale temporali più lunghe, con raffiche separate da più di un secondo che arrivavano in modo completamente casuale.

Hanno tracciato somiglianze con questo comportamento e con il modo in cui i terremoti producono scosse di assestamento secondarie nelle ore o nei giorni successivi a un terremoto, ma poi diventano completamente imprevedibili una volta passato l’episodio di scosse di assestamento.

Inoltre, hanno scoperto che la velocità di queste “scosse di assestamento” di FRB segue la stessa legge di Omori-Utsu che caratterizza il verificarsi delle scosse di assestamento dei terremoti sulla Terra. La legge afferma che subito dopo un grande terremoto, il tasso di scosse di assestamento rimane costante per un breve periodo da minuti a ore, dopo di che il tasso di scosse di assestamento diminuisce, decadendo all’incirca all’inverso del tempo trascorso dallo shock principale.

Hanno scoperto che ogni esplosione aveva una probabilità del 10-50% di produrre una scossa di assestamento, a seconda della fonte. Questa probabilità è rimasta costante, anche quando l'attività degli FRB è aumentata improvvisamente in un dato episodio. I terremoti mostrano comportamenti simili, i loro tassi di scosse di assestamento rimangono costanti anche se l’attività sismica complessiva cambia all’interno di una regione.

Esiste, tuttavia, una differenza importante tra gli FRB e i terremoti. Mentre le scosse di assestamento dei terremoti tendono ad essere sistematicamente più deboli della scossa principale, gli FRB correlati nel tempo hanno energie completamente non correlate. Ciò significa che per gli FRB non esiste sostanzialmente alcuna differenza tra un “pre-shock” e un “aftershock”, perché lo shock principale non si distingue.

In una galassia lontana, molto lontana

Totani sottolinea, tuttavia, che ciò potrebbe essere dovuto al limitato intervallo dinamico dei dati FRB rispetto ai terremoti: la maggior parte degli FRB sono molto deboli, essendo solo leggermente al di sopra del limite di rilevamento.

Tra le molte teorie che spiegano l'origine degli FRB, le magnetar – stelle di neutroni con campi magnetici eccezionalmente forti – sono diventate una delle opzioni principali.

Questo perché la crosta solida delle stelle di neutroni, che circonda un nucleo superfluido, può rilasciare improvvisamente le tensioni accumulate dai terremoti stellari che poi portano a FRB, proprio come le placche tettoniche producono terremoti mentre si spostano attorno al mantello liquido della Terra. E così, “è stato piuttosto naturale confrontare gli FRB ripetitori e i terremoti”, ha detto Totani Mondo della fisica.

Gli astronomi annunciano la raccolta dei lampi radio veloci più brevi mai scoperti

Il lavoro si aggiunge anche ai risultati precedenti di astronomi in Cina nel 2018 che ha dimostrato che il Legge sui terremoti di Gutenberg-Richter potrebbe essere applicato alla distribuzione energetica degli FRB. La legge esprime una relazione per il numero totale di terremoti attesi al di sopra di una certa energia in un dato tempo e luogo.

Infatti, sebbene gli FRB possano sembrare eventi innocui rispetto ai terremoti, sono tutt’altro che innocui. IL FRB più debole mai rilevato rilascia ancora oltre un miliardo di volte più energia rispetto alla magnitudo 9.5 Terremoto del Valdivia del 1960 in Cile – il terremoto più potente mai registrato.

Esistono anche FRB che sono altri 10 milioni di volte più potenti, come hanno riferito i radioastronomi australiani il Mercoledì quando scoprirono un FRB che impiegò circa otto miliardi di anni per raggiungere la Terra: l’esplosione più lontana mai rilevata.

Totani ora prevede di applicare modelli matematici derivanti dagli studi sui terremoti ai dati FRB, sperando di ricavare suggerimenti sulle proprietà della materia nucleare nelle stelle di neutroni.

La ricerca è descritta in Avvisi mensili della Royal Astronomical Society.

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• Fonte: https://physicsworld.com/a/surprising-link-discovered-between-fast-radio-bursts-and-earthquakes/