February 22, 2024

Οι «σεισμοί» θα μπορούσαν να εξηγήσουν μυστηριώδη σήματα

Οι γρήγορες ραδιοφωνικές εκρήξεις, ή FRB, είναι ένα αστρονομικό μυστήριο και η ακριβής αιτία και η προέλευσή τους δεν έχουν ακόμη επιβεβαιωθεί. Αυτές οι έντονες εκρήξεις ραδιοενέργειας είναι αόρατες στο ανθρώπινο μάτι, αλλά εμφανίζονται έντονα στα ραδιοτηλεσκόπια. Προηγούμενες μελέτες έχουν παρατηρήσει ευρείες ομοιότητες μεταξύ της κατανομής ενέργειας των επαναλαμβανόμενων FRB και εκείνων των σεισμών και των ηλιακών εκλάμψεων. Ωστόσο, νέα έρευνα από το Πανεπιστήμιο του Τόκιο ανέλυσε το χρόνο και την ενέργεια των FRB και βρήκε σαφείς διαφορές μεταξύ των FRB και των ηλιακών εκλάμψεων, αλλά αρκετές αξιοσημείωτες ομοιότητες μεταξύ των FRB και των σεισμών. Αυτό υποστηρίζει τη θεωρία ότι οι FRB προκαλούνται από «αστεροσεισμούς» στην επιφάνεια των άστρων νετρονίων. Αυτή η ανακάλυψη θα μπορούσε να μας βοηθήσει να κατανοήσουμε καλύτερα τους σεισμούς, τη συμπεριφορά της ύλης υψηλής πυκνότητας και πτυχές της πυρηνικής φυσικής.

Η απεραντοσύνη του διαστήματος περιέχει πολλά μυστήρια. Ενώ μερικοί άνθρωποι ονειρεύονται να πάνε με τόλμη εκεί που κανείς δεν έχει πάει πριν, υπάρχουν πολλά που μπορούμε να μάθουμε από την άνεση της Γης. Χάρη στις τεχνολογικές εξελίξεις, μπορούμε να εξερευνήσουμε την επιφάνεια του Άρη, να θαυμάσουμε τους δακτυλίους του Κρόνου και να συλλάβουμε μυστηριώδη σήματα από το βαθύ διάστημα. Οι γρήγορες ραδιοφωνικές εκρήξεις είναι φωτεινές, εξαιρετικά ισχυρές εκρήξεις ενέργειας που είναι ορατές στα ραδιοκύματα. Ανακαλύφθηκαν για πρώτη φορά το 2007, αυτές οι εκρήξεις μπορούν να ταξιδέψουν δισεκατομμύρια έτη φωτός, αλλά συνήθως διαρκούν μόλις χιλιοστά του δευτερολέπτου. Έχει υπολογιστεί ότι μέχρι και 10.000 FRB θα μπορούσαν να εμφανιστούν κάθε μέρα αν μπορούσαμε να παρατηρήσουμε ολόκληρο τον ουρανό. Ενώ οι πηγές των περισσότερων από τις εκρήξεις που έχουν εντοπιστεί μέχρι στιγμής φαίνεται να εκπέμπουν ένα μεμονωμένο συμβάν, υπάρχουν περίπου 50 πηγές FRB που εκπέμπουν εκρήξεις επανειλημμένα.

Η αιτία των FRB είναι άγνωστη, αλλά έχουν προταθεί ορισμένες ιδέες, συμπεριλαμβανομένου ότι μπορεί να έχουν ακόμη και ξένη προέλευση. Ωστόσο, η θεωρία που επικρατεί αυτή τη στιγμή είναι ότι τουλάχιστον μερικά FRB εκπέμπονται από αστέρια νετρονίων. Αυτά τα αστέρια σχηματίζονται όταν ένα υπεργίγαντα αστέρι καταρρέει, πηγαίνοντας από οκτώ φορές τη μάζα του Ήλιου μας (κατά μέσο όρο) σε έναν υπερπυκνό πυρήνα διαμέτρου μόλις 20 έως 40 χιλιομέτρων. Οι μαγνήτες είναι αστέρια νετρονίων με εξαιρετικά ισχυρά μαγνητικά πεδία και έχει παρατηρηθεί ότι εκπέμπουν FRB.

«Θεωρητικά, θεωρήθηκε ότι η επιφάνεια ενός μαγνήτη θα μπορούσε να βιώνει έναν σεισμό, μια απελευθέρωση ενέργειας παρόμοια με τους σεισμούς στη Γη», δήλωσε ο καθηγητής Tomonori Totani του Τμήματος Αστρονομίας στο Graduate School of Science. “Οι πρόσφατες παρατηρητικές εξελίξεις οδήγησαν στον εντοπισμό χιλιάδων ακόμη FRB, γι’ αυτό αδράξαμε την ευκαιρία να συγκρίνουμε τα πλέον μεγάλα σύνολα στατιστικών δεδομένων που είναι διαθέσιμα για FRB με δεδομένα από σεισμούς και ηλιακές εκλάμψεις, για να διερευνήσουμε πιθανές ομοιότητες.”

Μέχρι τώρα, η στατιστική ανάλυση των FRB επικεντρωνόταν στην κατανομή των χρόνων αναμονής μεταξύ δύο διαδοχικών ριπών. Ωστόσο, ο Totani και ο συν-συγγραφέας Yuya Tsuzuki, μεταπτυχιακός φοιτητής στο ίδιο τμήμα, επισημαίνουν ότι ο υπολογισμός μόνο της κατανομής του χρόνου αναμονής δεν λαμβάνει υπόψη συσχετισμούς που μπορεί να υπάρχουν μεταξύ άλλων εκρήξεων. Έτσι, η ομάδα αποφάσισε να υπολογίσει τη συσχέτιση σε δισδιάστατο χώρο, αναλύοντας τον χρόνο εκπομπής και την ενέργεια σχεδόν 7.000 εκρήξεων από τρεις διαφορετικές επαναλαμβανόμενες πηγές FRB. Στη συνέχεια εφάρμοσαν την ίδια μέθοδο για να εξετάσουν τη συσχέτιση χρόνου-ενέργειας των σεισμών (χρησιμοποιώντας δεδομένα από την Ιαπωνία) και των ηλιακών εκλάμψεων (χρησιμοποιώντας αρχεία από τη διεθνή αποστολή Hinode για τη μελέτη του ήλιου) και συνέκριναν τα αποτελέσματα για τα τρία φαινόμενα.

Ο Totani και ο Tsuzuki εξεπλάγησαν ότι, σε αντίθεση με άλλες μελέτες, η ανάλυσή τους έδειξε μια εντυπωσιακή ομοιότητα μεταξύ των FRB και των δεδομένων σεισμών, αλλά μια σαφή διαφορά μεταξύ των FRB και των ηλιακών εκλάμψεων. Ο Totani εξήγησε: «Τα αποτελέσματα δείχνουν αξιοσημείωτες ομοιότητες μεταξύ FRB και σεισμών με τους ακόλουθους τρόπους: πρώτον, η πιθανότητα να συμβεί ένας μετασεισμός για ένα μεμονωμένο γεγονός είναι 10 έως 50%· δεύτερον, το ποσοστό εμφάνισης μετασεισμών μειώνεται με το χρόνο, ως ισχύς του χρόνου· τρίτον, ο ρυθμός μετασεισμού είναι πάντα σταθερός ακόμα κι αν η σεισμική δραστηριότητα του FRB (μέσος ρυθμός) αλλάξει σημαντικά· και τέταρτον, δεν υπάρχει συσχέτιση μεταξύ των ενεργειών του κύριου σοκ και του μετασεισμού του».

Αυτό υποδηλώνει έντονα την ύπαρξη ενός στερεού φλοιού στην επιφάνεια των άστρων νετρονίων και ότι οι αστρικοί σεισμοί που συμβαίνουν ξαφνικά σε αυτούς τους φλοιούς απελευθερώνουν τεράστιες ποσότητες ενέργειας που βλέπουμε ως FRB. Η ομάδα σκοπεύει να συνεχίσει να αναλύει νέα δεδομένα στο FRB, για να επαληθεύσει ότι οι ομοιότητες που έχουν βρει είναι καθολικές. «Με τη μελέτη των σεισμών σε μακρινά υπερπυκνά αστέρια, τα οποία είναι εντελώς διαφορετικά περιβάλλοντα από ό,τι στη Γη, μπορούμε να αποκτήσουμε νέες γνώσεις για τους σεισμούς», είπε ο Totani. “Το εσωτερικό ενός αστέρα νετρονίων είναι το πιο πυκνό μέρος στο σύμπαν, συγκρίσιμο με το εσωτερικό ενός ατομικού πυρήνα. Οι σεισμοί στα αστέρια νετρονίων έχουν ανοίξει τη δυνατότητα απόκτησης νέας γνώσης για την ύλη πολύ υψηλής πυκνότητας και τους θεμελιώδεις νόμους της πυρηνικής φυσικής. “

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *