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中子星表面经历星震,可能引发快速电波爆发

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其中子星表面因破裂、移动而引起星震时,可能还会带来席卷地球的神秘快速电波爆发。

快速电波爆发(Fast radio burst,FRB)于2007年首次被望远镜发现,它们可穿越数十亿光年距离接近地球,威力大到足以超越整个母星系。然而尽管地球上空每天可能有多达10,000个FRB,多数FRB来源仍然未知,主要原因是它们通常只乍现千分之一秒。

但尽管宇宙现象五花八门,背后物理驱动过程仍有相似之处,比如太阳耀斑、地球地震、来自深空的快速电波爆发属于不同现象,但它们有个明显共同点:都是在一段时间内释放被压抑能量的方式之一。

而随着科学家收集越来越多FRB,他们从中归纳出一个事实:重复快速电波爆发释放能量的模式与地震相似。

理论上,中子星表面突然出现变化时会发生星震(类似地球地震),潜在原因为异常强的磁场扭曲形成之应力。而最近日本东京大学的新研究结论支持了这项事实:快速电波爆发很可能由中子星表面的“星震”引起。

该团队研究了3个重复FRB发出约7,000次闪光的时间与能量(同方法适用于检查地震、太阳耀斑的时间-能量相关性),发现快速电波爆发与地震有显著相关性,与太阳耀斑则无太大相关性。

研究人员注意到,无论地震还是重复的快速电波爆发,单一事件发生余震机率都介于10~50%;其次,余震发生率随时间推移而降低;第三,即使FRB或地震活动的平均速率出现明显变化,余震发生率仍始终恒定;最后,主震与余震的能量不存在相关性,即无论地震还是无线电波爆发,都无法协助预测余震规模。

这代表比起太阳耀斑能量喷发,FRB反而与天体震动更有关,至少这3个FEB源头能以星震模型合理解释。其他FRB来源可能有新解释,但这项发现代表科学家可以通过研究FRB来进一步理解一般星震,特别是磁星与中子星。

该论文发表在《皇家天文学会月报》。

(首图为磁星星震示意图,来源:NASA)

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