日本研究人员发现重复快速射电爆发(FRB)和地震的统计行为之间存在惊人的相似之处。
FRB 是来自银河系外的短暂而强烈的无线电波爆发。 虽然这些爆发通常持续几毫秒,但天文学家也发现了爆发 短一千倍.
FRB大致分为两类:重复的FRB源和尚未重复的“一次性”FRB。 所有 FRB 源是否重复仍然是一个悬而未决的问题。
在他们的研究中,东京大学的天体物理学家 Tomonori Totani 和 Yuya Tsuzuki 使用了来自三个重复源的 7000 个爆发的数据集。 这些数据是由射电天文学家使用 阿雷西博 波多黎各天文台和 五百米孔径球面T望远镜位于中国西南部。
其中一个源——FRB20121102A——距离我们超过XNUMX亿光年,是第一个被发现的FRB中继器。
两人发现,FRB20121102A 爆发的到达时间显示出高度相关性,在一秒内到达的爆发数量比爆发完全随机生成时预期的要多得多。 这种相关性在较长的时间尺度上逐渐消失,相隔超过一秒的突发完全随机到达。
他们将这种行为与地震如何在地震发生后数小时或数天内产生二次余震,但一旦余震过去就变得完全不可预测。
此外,他们发现这些 FRB“余震”的发生率遵循与地球上地震余震发生相同的大森宇津定律。 该定律规定,大地震发生后不久,余震发生率在几分钟到几小时内保持恒定,此后余震发生率下降,衰减大致与主震以来的时间相反。
他们发现,每次爆发都有 10-50% 的机会产生余震,具体取决于其来源。 即使 FRB 活动在特定事件中突然增加,这种可能性仍然保持不变。 地震表现出类似的行为,即使一个地区内整体地震活动发生变化,其余震率也保持不变。
然而,快速射电暴和地震之间存在一个主要区别。 虽然地震余震往往比主震弱,但与时间相关的快速射电暴具有完全不相关的能量。 这意味着对于快速射电暴来说,“预震”和“余震”本质上不存在区别,因为主震并不突出。
在一个遥远的星系中
然而,Totani 指出,这可能是由于与地震相比,FRB 数据的动态范围有限:大多数 FRB 非常微弱,仅略高于检测极限。
在解释快速射电暴起源的众多理论中,磁星(具有异常强磁场的中子星) 已成为一种主要选择.
这是因为围绕超流体核心的中子星固体地壳可以突然释放星震所产生的积聚应力,从而导致快速射电暴,就像构造板块在地球液态地幔周围移动时产生地震一样。 因此,“比较中继快速射电暴和地震是很自然的,”户谷告诉我。 物理世界.
天文学家宣布发现迄今为止最短的快速射电爆发
这项工作还补充了之前的发现 2018年中国天文学家 谁证明了 古腾堡-里克特地震定律 可以应用于快速射电暴的能量分布。 该定律表达了在给定时间和地点内预期超过特定能量的地震总数的关系。
事实上,尽管与地震相比,快速射电暴似乎无害,但它们却绝非无害。 这 迄今为止检测到的最弱的快速射电暴 仍然释放出比 9.5 星等多十亿倍的能量 1960年瓦尔迪维亚地震 智利——有记录以来最强烈的地震。
据澳大利亚射电天文学家报道,还存在强度再强 10 万倍的 FRB 上周三 当他们发现一个快速射电暴花了大约 XNUMX 亿年才到达地球——这是迄今为止检测到的最远的爆发。
户谷现在计划将地震研究的数学模型应用于 FRB 数据,希望找出有关中子星核物质特性的线索。
该研究描述于 皇家天文学会月刊.
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