קשר מפתיע שהתגלה בין התפרצויות רדיו מהירות לרעידות אדמה - עולם הפיזיקה

חוקרים ביפן מצאו קווי דמיון מרשימים בין ההתנהגות הסטטיסטית של פרצי רדיו מהירים (FRBs) חוזרים ורעידות אדמה.

FRBs הם התפרצויות קצרות ואינטנסיביות של גלי רדיו מחוץ לגלקסיה שלנו. בעוד שהתפרצויות אלו נמשכות בדרך כלל כמה אלפיות שניות, אסטרונומים מצאו גם התפרצויות קצר פי אלף.

FRBs מחולקים באופן כללי לשתי קטגוריות: מקורות FRB חוזרים ו-FRB "חד-פעמיים", שעדיין לא חזרו על עצמם. האם כל מקורות FRB חוזרים על עצמם נותרה שאלה פתוחה.

במחקרם, האסטרופיזיקאים טומונורי טוטאני ויואיה צוזוקי מאוניברסיטת טוקיו השתמשו במערך נתונים של 7000 התפרצויות משלושה מקורות חוזרים. הנתונים נלקחו על ידי אסטרונומי רדיו באמצעות ה ארסיבו מצפה כוכבים בפורטו ריקו ו חמש מאות מטר צמצם כדורי Tטלסקופ בדרום מערב סין.

אחד המקורות הללו - FRB20121102A - נמצא במרחק של למעלה משלושה מיליארד שנות אור והיה המשחזר FRB הראשון שהתגלה.

הצמד גילה כי זמני ההגעה של התפרצויות מ-FRB20121102A הראו רמה גבוהה של מתאם, עם הרבה יותר פרצים שהגיעו תוך שנייה אחד מהשני ממה שהיה צפוי אם יצירת ההתפרצויות היה אקראי לחלוטין. המתאם הזה התפוגג בטווחי זמן ארוכים יותר, כאשר פרצים מופרדים בלמעלה משנייה שהגיעו לגמרי באקראי.

הם מצאו קווי דמיון עם התנהגות זו לאופן שבו רעידות אדמה מייצרות רעידות משנה משניות בשעות או בימים שלאחר רעד, אבל אז הופכות לבלתי צפויות לחלוטין ברגע שעובר אפיזודה של רעידות משנה.

יתרה מכך, הם מצאו ששיעור "רעידות משנה" אלה של FRB עוקב אחר אותו חוק אומורי-אוטסו המאפיין את התרחשות רעידות האדמה על פני כדור הארץ. החוק קובע כי זמן קצר לאחר רעידת אדמה גדולה, קצב רעידות המשנה נשאר קבוע לאורך תקופה קצרה של דקות עד שעות, ולאחר מכן קצב רעידת המשנה יורד, ומתפוגג בערך הפוך לזמן מאז הזעזוע העיקרי.

הם גילו שלכל פרץ היה סיכוי של 10-50% לייצר רעידת משנה, תלוי במקור שלו. סבירות זו נותרה קבועה, גם כאשר פעילות ה-FRB גדלה לפתע בפרק נתון. רעידות אדמה מראות התנהגויות דומות, שיעורי רעידות האדמה שלהן נשארים קבועים גם אם פעילות רעידת האדמה הכוללת משתנה בתוך אזור.

עם זאת, יש הבדל אחד מרכזי בין FRBs לרעידות אדמה. בעוד שרעידות משנה של רעידת אדמה נוטות להיות חלשות יותר באופן שיטתי מההלם העיקרי, ל-FRB בקורלציה בזמן יש אנרגיות בלתי מתואמות לחלוטין. משמעות הדבר היא שעבור FRBs אין בעצם הבדל בין "הלם קדם" ל"אחר הלם", מכיוון שההלם העיקרי אינו בולט.

בגלקסיה רחוקה, רחוקה

טוטאני מציין, עם זאת, שזה יכול לנבוע מהטווח הדינמי המוגבל בנתוני FRB בהשוואה לרעידות אדמה: רוב ה-FRBs חלשים מאוד, והם רק מעט מעל גבול הגילוי.

מתוך התיאוריות הרבות המסבירות את מקורם של FRBs, מגנטרים - כוכבי נויטרונים עם שדות מגנטיים חזקים במיוחד - הפכו לאופציה מובילה אחת.

הסיבה לכך היא שהקרום המוצק של כוכבי נויטרונים, המקיף ליבה על נוזל, יכול לשחרר לפתע מתחים בנויים על ידי רעידות כוכבים שמובילים לאחר מכן ל-FRBs, בדיוק כמו הלוחות הטקטוניים מייצרים רעידות אדמה כשהם נעים סביב מעטפת הנוזל של כדור הארץ. ולכן, "זה היה די טבעי להשוות בין FRBs מחזרים ורעידות אדמה", אמר טוטאני עולם הפיזיקה.

אסטרונומים מכריזים על הובלה של פרצי הרדיו המהירים ביותר שהתגלו אי פעם

העבודה גם מוסיפה לממצאים קודמים מ אסטרונומים בסין בשנת 2018 שהראה כי חוק רעידת אדמה גוטנברג-ריכטר יכול להיות מיושם על חלוקת האנרגיה של FRBs. החוק מבטא קשר למספר הכולל של רעידות האדמה הצפויות מעל אנרגיה מסוימת בתוך זמן ומקום נתונים.

ואכן, בעוד ש-FRBs עשויים להיראות תמים בהשוואה לרעידות אדמה, הם הכל מלבד תמימים. ה FRB החלש ביותר שזוהה אי פעם עדיין שחרר יותר מפי מיליארד יותר אנרגיה מהעוצמה של 9.5 1960 רעידת אדמה ב ולדיביה בצ'ילה - רעידת האדמה החזקה ביותר שתועדה.

ישנם גם FRBs חזקים פי 10 מיליון נוספים, כפי שדיווחו אסטרונומי רדיו אוסטרליים ביום רביעי כאשר הם גילו FRB שלקח כשמונה מיליארד שנים להגיע לכדור הארץ - הפרץ הרחוק ביותר שזוהה אי פעם.

טוטאני מתכנן כעת ליישם מודלים מתמטיים ממחקרי רעידת אדמה על נתוני FRB, בתקווה להקניט רמזים לגבי תכונות החומר הגרעיני בכוכבי נויטרונים.

המחקר מתואר ב הודעות חודשיות של החברה המלכותית לאסטרונומיה.

• הפצת תוכן ויחסי ציבור מופעל על ידי SEO. קבל הגברה היום.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. העצים את עצמך. גישה כאן.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. הידע מוגבר. גישה כאן.
• PlatoESG. פחמן, קלינטק, אנרגיה, סביבה, שמש, ניהול פסולת. גישה כאן.
• PlatoHealth. מודיעין ביוטכנולוגיה וניסויים קליניים. גישה כאן.
• מקור: https://physicsworld.com/a/surprising-link-discovered-between-fast-radio-bursts-and-earthquakes/