빠른 전파 폭발과 지진 사이의 놀라운 연관성 발견 – 물리학 세계

일본의 연구자들은 반복적인 고속 전파 폭발(FRB)과 지진의 통계적 행동 사이에 놀라운 유사점을 발견했습니다.

FRB는 우리 은하 외부에서 발생하는 짧고 강렬한 전파 폭발입니다. 이러한 폭발은 일반적으로 몇 밀리초 동안 지속되지만 천문학자들은 폭발을 발견하기도 했습니다. XNUMX배 더 짧아.

FRB는 크게 두 가지 범주로 나뉩니다. 반복되는 FRB 소스와 아직 반복되지 않은 "일회성" FRB입니다. 모든 FRB 소스가 반복되는지 여부는 아직 공개된 질문으로 남아 있습니다.

그들의 연구에서 도쿄 대학의 천체 물리학자인 Tomonori Totani와 Yuya Tsuzuki는 세 개의 반복 소스에서 나온 7000개의 버스트 데이터 세트를 사용했습니다. 이 데이터는 전파 천문학자가 다음을 사용하여 수집했습니다. Arecibo 푸에르토리코의 천문대와 XNUMX미터 조리개 구형 T중국 남서부의 망원경.

이러한 소스 중 하나인 FRB20121102A는 XNUMX억 광년 이상 떨어져 있으며 처음으로 발견된 FRB 중계기입니다.

두 사람은 FRB20121102A의 버스트 도착 시간이 높은 수준의 상관관계를 보여 버스트 생성이 완전히 무작위인 경우 예상되는 것보다 더 많은 버스트가 서로 XNUMX초 내에 도착한다는 사실을 발견했습니다. 이 상관관계는 시간이 지나면서 사라져서 XNUMX초 이상 간격으로 분리된 버스트가 완전히 무작위로 도착했습니다.

그들은 이러한 행동을 지진이 진동 후 몇 시간 또는 며칠 안에 XNUMX차 여진을 생성하지만 일단 여진이 지나면 완전히 예측할 수 없게 되는 방식과 유사점을 도출했습니다.

더욱이 그들은 FRB의 “여진” 비율이 지구에서 지진 여진의 발생을 특징짓는 것과 동일한 오모리-우츠 법칙을 따른다는 것을 발견했습니다. 이 법칙에 따르면 대규모 지진 직후 여진의 비율은 몇 분에서 몇 시간 동안 일정하게 유지되며 그 이후에는 여진 비율이 떨어지며 본진 이후 시간의 역수로 감소합니다.

그들은 각각의 폭발이 그 원인에 따라 여진을 일으킬 확률이 10~50%라는 것을 발견했습니다. 특정 에피소드에서 FRB 활동이 갑자기 증가한 경우에도 이러한 가능성은 일정하게 유지되었습니다. 지진은 비슷한 행동을 보이며, 한 지역 내에서 전반적인 지진 활동이 변화하더라도 여진 비율은 일정하게 유지됩니다.

그러나 FRB와 지진 사이에는 한 가지 중요한 차이점이 있습니다. 지진 여진은 본진보다 체계적으로 약한 경향이 있지만 시간 상관 FRB는 완전히 상관되지 않은 에너지를 갖습니다. 이는 FRB의 경우 주 충격이 눈에 띄지 않기 때문에 "예진"과 "여진" 사이에 본질적으로 차이가 없음을 의미합니다.

멀리 떨어진 은하계에서

그러나 Totani는 이것이 지진에 비해 FRB 데이터의 동적 범위가 제한되어 있기 때문일 수 있다고 지적합니다. 대부분의 FRB는 매우 희미하여 감지 한계보다 약간 높습니다.

FRB의 기원을 설명하는 많은 이론 중 유난히 강한 자기장을 지닌 중성자별인 마그네타(magnetar)는 하나의 주요 옵션이 되었습니다.

이는 초유체 핵을 둘러싸고 있는 중성자별의 단단한 지각이 갑자기 별진에 의해 축적된 응력을 방출하여 FRB로 이어질 수 있기 때문입니다. 마치 지각판이 지구의 액체 맨틀 주위를 이동할 때 지진을 일으키는 것과 같습니다. 그래서 "중계기 FRB와 지진을 비교하는 것은 오히려 자연스러운 일이었습니다"라고 Totani는 말했습니다. 물리 세계.

천문학자들은 지금까지 발견된 것 중 가장 짧고 빠른 전파 폭발을 발표했습니다.

이 연구는 또한 이전 연구 결과에 추가됩니다. 2018년 중국의 천문학자들 누가 그걸 보여줬어? 구텐베르크-리히터 지진법칙 FRB의 에너지 분포에 적용될 수 있습니다. 이 법칙은 주어진 시간과 장소에서 특정 에너지 이상으로 예상되는 총 지진 횟수에 대한 관계를 표현합니다.

실제로 FRB는 지진에 비해 무해한 사건처럼 보일 수 있지만 전혀 무해하지 않습니다. 그만큼 지금까지 감지된 FRB 중 가장 약한 FRB 규모 9.5보다 여전히 XNUMX억배 이상의 에너지 방출 1960년 발디비아 지진 칠레에서 – 기록상 가장 강력한 지진이 발생했습니다.

호주 전파 천문학자들이 보고한 바와 같이, 10만 배 더 강한 FRB도 존재합니다. 수요일에 그들이 지구에 도달하는 데 약 XNUMX억 년이 걸린 FRB를 발견했을 때, 이는 지금까지 감지된 폭발 중 가장 먼 곳이었습니다.

Totani는 이제 중성자별의 핵물질 특성에 대한 힌트를 알아내기 위해 지진 연구의 수학적 모델을 FRB 데이터에 적용할 계획입니다.

연구는 다음에 설명되어 있습니다. 왕립 천문 학회 월간 고지.

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