快速射電無線點波和星球地震

2024-05-14   天文在線

中子星星球地震的插圖,這一現象將引起神秘快速無線電爆發(圖片來源:美國航空航天上帝空間飛行中心/S.韋斯格)

「飛掠」地球的神秘迅速的輻射爆發波可能是死星或是中子星星震的結果。這種連結可以更好的幫助科學家們理解我們星球的地震。首次發現快速射電無線電波(FRBs)是在2007年,人眼不可見但可以通過無線電波接收到。這些線從超星源旅行了十億光年抵達地球,因為能量巨大在它們出現的地方會閃耀整個行星系。事實上每天有1萬FBRs從天空「飛掠」地球,但這些不可信的FRBs能量源仍然未知,部分原因是它們出現僅有千分之一秒時間。FRBs有兩種傳播種類。一些重複一些不重複,不重複的這種主要是外部大量神秘射線無線電波。神秘FRBs波線索顯示這些波類似於地球地震時波的能量分布。東京大學的新研究證實了這些波的相似性,並且指出FRBs可能由於中子星表面星球地震引起。

中子星上什麼在震動?

中子星一定程度上是和FRBs的極端自然現象相吻合的。當大量星星釋放能量用於內部核聚變過程和壽命終止的超巨星核外層爆炸,這些過程將產生一、兩倍太陽大的星系核心群,這約有12英里(20千米)。迅速爆炸產生了三個主要影響:首先,其生成物質密度之大(如果可以將其帶到地球上,其體積只有一顆糖大小,但其重量有一噸重)。其次,它增加了中子星自旋,就像是滑雪者增加手臂頻次加速一樣,有時這種允許星系周邊部分每秒旋轉快至700次。最後,這種衝突結合源星的磁場線改變其強度,並且生成了已知宇宙中一些最有能量的磁場。

年輕中子星和難預期的強磁場被稱為磁星,和上述提到的FRBs發射有關。當中子星表面出現突然的地質偏移,星球地震就在理論上發生了,這種情況和地球地震類似。一種比較有潛力的說法是通過扭曲那些期待中的強磁場形成壓力。科學研究宇航部也是隊組成員妥瑪諾日.拓泰尼在一次說明會上稱:「理論證明磁星表面可能形成星球地震,能量釋放過程類似於地球的地震。近期觀察數據提供了比FRBs更多的數據,這樣我們有機會將現有大量可用的FRBs統計數據和地震、太陽系波動flares的相似性做對比。」

(圖片來源:T.托泰尼&Y.蘇朱柯)

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團隊通過研究7000重複的FRB射電流的時間頻率和放射強度,應用了地震和太陽系震動時間-能量普適關係。這些研究結果顯示FRBs和地震間的明顯關係,但不是FRBs和太陽系間的關係。團隊發現在FRBs和地震間有四點非常相似:單獨FRB和地震發生後的震動機率是10-50%。第二、伴隨時間能量的增加,地震波動率在衰減。第三、儘管FRB-地震活動變化頻繁,後續的震動率依然是一個常數。最後、團隊研究結果表面,儘管震動不斷,但這些事件之間沒有必然的聯繫。所有這些都表明中子星有一個固定爆發頻,其上發生的星系震動產生巨大的能量,這就是我們看見的FRBs。最後的結論就是,團隊意向繼續分析到來的新FRBs數據。

相關知識

中子星(英語:neutron star),是恆星演化到末期,經由引力坍縮發生超新星爆炸之後,可能成為的少數終點之一。恆星在核心的氫、氦、碳等元素於核聚變反應中耗盡,並最終轉變成鐵元素後,便無法再從聚變反應中獲得能量。失去熱輻射壓力支撐的外圍物質受重力牽引會急速向核心墜落,有可能導致外殼的動能轉化為熱能向外爆發產生超新星爆炸,或者根據恆星質量的不同,恆星內部區域被壓縮成白矮星、中子星或黑洞。

BY:Robert Lea

FY: 志願者何丹懷(懐)

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