Legătura surprinzătoare descoperită între exploziile radio rapide și cutremure – Physics World

Cercetătorii din Japonia au descoperit asemănări izbitoare între comportamentul statistic al exploziilor radio rapide (FRB) și cutremurele.

FRB-urile sunt explozii scurte și intense de unde radio din afara galaxiei noastre. În timp ce aceste explozii durează de obicei câteva milisecunde, astronomii au găsit și explozii de o mie de ori mai scurt.

FRB-urile sunt împărțite în general în două categorii: surse FRB repetate și FRB „unic”, care nu s-au repetat încă. Dacă toate sursele FRB se repetă, rămâne o întrebare deschisă.

În studiul lor, astrofizicienii Tomonori Totani și Yuya Tsuzuki de la Universitatea din Tokyo au folosit un set de date de 7000 de explozii din trei surse repetate. Datele au fost preluate de radioastronomi folosind Arecibo observatorul din Puerto Rico şi T sferic cu deschidere de cinci sute de metrielescop în sud-vestul Chinei.

Una dintre aceste surse – FRB20121102A – se află la peste trei miliarde de ani lumină distanță și a fost primul repetor FRB descoperit.

Cei doi au descoperit că timpii de sosire a exploziilor de la FRB20121102A au arătat un grad ridicat de corelare, cu mult mai multe explozii sosind la o secundă unul de celălalt decât s-ar fi așteptat dacă generarea de explozii ar fi complet aleatorie. Această corelație a dispărut la perioade de timp mai lungi, exploziile separate de peste o secundă ajungând complet la întâmplare.

Ei au atras asemănări cu acest comportament cu modul în care cutremurele produc replici secundare în orele sau zilele următoare unui tremur, dar apoi devin complet imprevizibili odată ce trece un episod de replici.

Mai mult, ei au descoperit că rata acestor „replicuri” FRB urmează aceeași lege Omori-Utsu care caracterizează apariția replicilor cutremurelor pe Pământ. Legea prevede că la scurt timp după un cutremur mare, rata replicilor rămâne constantă pe o perioadă scurtă de minute până la ore, după care rata replicilor scade, degradând aproximativ inversul timpului de la șocul principal.

Ei au descoperit că fiecare explozie avea o șansă de 10-50% să producă o replici, în funcție de sursa acesteia. Această probabilitate a rămas constantă, chiar și atunci când activitatea FRB a crescut brusc într-un anumit episod. Cutremurele arată comportamente similare, ratele lor de replici rămân constante chiar dacă activitatea generală a cutremurului se modifică într-o regiune.

Există, totuși, o diferență majoră între FRB și cutremure. În timp ce replicile cutremurelor tind să fie sistematic mai slabe decât șocul principal, FRB-urile corelate în timp au energii complet necorelate. Aceasta înseamnă că pentru FRB nu există în esență nicio diferență între un „preșoc” și un „replică”, deoarece șocul principal nu iese în evidență.

Într-o galaxie departe, departe

Totani subliniază, însă, că acest lucru s-ar putea datora intervalului dinamic limitat al datelor FRB în comparație cu cutremure: majoritatea FRB-urilor sunt foarte slabe, fiind doar puțin peste limita de detectare.

Din numeroasele teorii care explică originea FRB-urilor, magnetarele – stele neutronice cu câmpuri magnetice excepțional de puternice – au devenit o opțiune principală.

Acest lucru se datorează faptului că crusta solidă a stelelor neutronice, care înconjoară un nucleu superfluid, poate elibera brusc tensiuni acumulate de cutremurele stelare care duc apoi la FRB, la fel cum plăcile tectonice produc cutremure pe măsură ce se deplasează în jurul mantalei lichide a Pământului. Așadar, „A fost destul de natural să comparăm FRB-uri repetate și cutremure”, a spus Totani Lumea fizicii.

Astronomii anunță transportul celor mai scurte explozii radio rapide descoperite vreodată

Lucrarea se adaugă, de asemenea, la constatările anterioare de la astronomi din China în 2018 care a arătat că Legea cutremurului Gutenberg-Richter ar putea fi aplicată distribuției de energie a FRB-urilor. Legea exprimă o relație pentru numărul total de cutremure așteptate peste o anumită energie într-un anumit timp și loc.

Într-adevăr, în timp ce FRB-urile pot părea evenimente inofensive în comparație cu cutremure, ele sunt orice altceva decât inofensive. The cel mai slab FRB detectat vreodată a eliberat încă de peste un miliard de ori mai multă energie decât magnitudinea de 9.5 Cutremurul din Valdivia din 1960 în Chile – cel mai puternic cutremur înregistrat.

Există, de asemenea, FRB-uri care sunt încă de 10 milioane de ori mai puternice, după cum au raportat radioastronomii australieni miercuri când au descoperit un FRB căruia i-a trebuit aproximativ opt miliarde de ani să ajungă pe Pământ – cea mai îndepărtată explozie detectată vreodată.

Totani intenționează acum să aplice modele matematice din studiile cutremurelor la datele FRB, sperând să scoată indicii despre proprietățile materiei nucleare din stelele neutronice.

Cercetarea este descrisă în Avize lunare ale Royal Astronomical Society.

• Distribuție de conținut bazat pe SEO și PR. Amplifică-te astăzi.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Împuterniciți-vă. Accesați Aici.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Cunoștințe amplificate. Accesați Aici.
• PlatoESG. carbon, CleanTech, Energie, Mediu inconjurator, Solar, Managementul deșeurilor. Accesați Aici.
• PlatoHealth. Biotehnologie și Inteligență pentru studii clinice. Accesați Aici.
• Sursa: https://physicsworld.com/a/surprising-link-discovered-between-fast-radio-bursts-and-earthquakes/