Ученые объяснили происхождение быстрых радиовсплесков
Быстрые радиовсплески (FRB) являются астрономической загадкой, их точная причина и происхождение до сих пор не подтверждены.
Предыдущие исследования отметили большое сходство между распределением энергии повторяющихся FRB, распределением энергии землетрясений и вспышек на Солнце. Однако новое исследование Токийского университета изучило время и энергию FRB и обнаружило явные различия между FRB и солнечными вспышками и несколько заметных сходств между FRB и землетрясениями. Это подтверждает теорию о том, что FRB вызываются «звездотрясениями» на поверхности нейтронных звезд.
Исследование опубликовано в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Быстрые радиовсплески — это чрезвычайно мощные, яркие всплески энергии. Впервые они были обнаружены в 2007 году. Эти вспышки могут распространяться на миллиарды световых лет, но обычно длятся всего тысячные доли секунды. Источники большинства обнаруженных всплесков, по-видимому, испускают одноразовое событие, однако существует около 50 источников FRB, которые испускают всплески повторно.
Причина образования FRB неизвестна. Однако преобладающая теория заключается в том, что по крайней мере некоторые FRB испускаются нейтронными звездами. Магнетары — это нейтронные звезды с чрезвычайно сильными магнитными полями, и было обнаружено, что они испускают FRB.
«Теоретически считалось, что поверхность магнетара может испытывать звездотрясение, выброс энергии, подобный землетрясениям на Земле», — сказал профессор Томонори Тотани. — «Недавние достижения в области наблюдений привели к обнаружению еще тысяч FRB, поэтому мы воспользовались возможностью сравнить имеющиеся в настоящее время большие наборы статистических данных для FRB с данными о землетрясениях и вспышках на Солнце, чтобы изучить возможные сходства».
До сих пор статистический анализ FRB был сосредоточен на распределении времени ожидания между двумя последовательными вспышками. Однако Тотани и его соавтор Юя Цузуки отмечают, что вычисление только распределения времени ожидания не учитывает корреляции, которые могут существовать между другими вспышками.
Поэтому команда решила рассчитать корреляцию в двумерном пространстве, проанализировав время и энергию излучения почти 7000 всплесков от трех различных источников FRB-ретранслятора. Ученые применили тот же метод для изучения корреляции времени и энергии землетрясений (используя данные из Японии) и солнечных вспышек и сравнили результаты.
Тотани и Цузуки были удивлены тем, что, в отличие от других исследований, их анализ показал поразительное сходство между FRB и данными о землетрясениях и отчетливую разницу между FRB и солнечными вспышками.
Тотани объяснил: «Результаты показывают заметное сходство между FRB и землетрясениями следующим образом: во-первых, вероятность возникновения афтершока для одного события составляет 10-50%; во-вторых, частота возникновения афтершоков уменьшается со временем; в-третьих, частота афтершоков всегда постоянна, даже если активность FRB-землетрясения (средняя скорость) значительно изменяется; и, в-четвертых, нет корреляции между энергиями основного толчка и его афтершока».
Ученые считают, что это свидетельствует о существовании твердой коры на поверхности нейтронных звезд и о том, что «звездотрясения» высвобождают огромное количество энергии, которую мы рассматриваем как FRB. Команда намерена продолжить анализ новых данных о FRB, чтобы убедиться в том, что обнаруженные ими сходства являются универсальными.
