Быстрые радиовсплески (FRB) очаровывали астрономов с тех пор, как в 2007 году был обнаружен первый. Это событие было названо «Взрывом Лоримера» в честь его первооткрывателя Дункана Лоримера из Университета Западной Вирджинии. В радиоастрономии это явление относится к переходным радиоимпульсам, исходящим из отдаленных космологических источников, которые обычно длятся в среднем несколько миллисекунд.
С 2007 года было обнаружено более двух десятков событий, и ученые до сих пор не уверены, что их вызывает, хотя теории варьируются от взрывающихся звезд и черных дыр до пульсаров и магнитаров. Однако, согласно новому исследованию группы китайских астрономов, FRB могут быть связаны с корками, образующимися вокруг «странных звезд». Согласно модели, которую они создали, именно разрушение этих корок приводит к вспышкам с высокой энергией, которые можно увидеть за несколько световых лет.
Исследование, озаглавленное «Быстрые радиопередачи из-за распада странных звездных корок», недавно появилось в Астрофизический журнал. Группу возглавлял Юэ Чжан из Школы астрономии и космических наук (SASC) при Нанкинском университете, в которую входили Цзинь-Цзюнь Гэн и Йонг-Фенг Хуанг - постдок, профессор SASC и Ключевая лаборатория современной астрономии и астрофизики ( также в Нанкинском университете), соответственно.
Как они заявляют в своем исследовании, все предыдущие попытки объяснить ФРБ не смогли решить, откуда происходят эти странные явления. Более того, до сих пор не было обнаружено аналогов в других диапазонах волн для неповторяющихся FRB, и исследование их происхождения было затруднено изучением повторяющихся FRB. Это связано с тем, что первые часто связывают с катастрофическими событиями, которые невозможно повторить.
В случае FRB эти катастрофические события включают «гигантские вспышки магнетара, коллапсы намагниченных сверхмассивных вращающихся нейтронных звезд, слияния двойных нейтронных звезд, слияния двойных белых карликов, столкновения между нейтронными звездами и астероидами / кометами, столкновения между нейтронными звездами и белым» карлики и испарение исконных черных дыр ».
С другой стороны, в случае повторяющихся FRB, различные модели предполагают, что они могут быть вызваны «сильно намагниченными пульсарами, движущимися через пояса астероидов, переносом массы нейтронной звезды-белого карлика и звездными землетрясениями пульсаров». Ради их исследования команда предложила новую модель, в которой накопление и коллапс вещества на некоторых типах нейтронных звезд (иначе говоря, «странных звезд») может объяснить поведение FRB. Как они объясняют:
«Предполагается, что странная кварковая материя (SQM), разновидность плотного материала, состоящего из приблизительно равного числа восходящих, нисходящих и странных кварков, может иметь меньшую энергию на барион, чем обычная ядерная материя (например, 56 Fe), поэтому что это может быть истинное основное состояние адронной материи. Если эта гипотеза верна, то нейтронные звезды (НЗ) могут быть «странными звездами» ».
Согласно этой модели, странные звезды со временем образуют слой адронной (иначе называемой «нормальной») материи на своей поверхности. По мере того как эти звезды SQM поглощают материю из окружающей среды, их кора становится все тяжелее и тяжелее. В конечном итоге это приводит к разрушению коры, в результате чего остается горячая и голая странная звезда, которая становится мощным источником пар электронов и позитронов.
Эти пары затем будут высвобождаться вместе с большим количеством магнитной энергии в течение очень короткого периода времени. Команда также выдвинула гипотезу, что во время коллапса часть магнитной энергии будет передаваться в область полярной шапки звезд SQM, где выделяется энергия магнитного поля. Это приведет к ускорению электронов и позитронов до ультрарелятивистских скоростей, которые затем будут расширяться вдоль линий магнитного поля, образуя оболочку.
За пределами определенного расстояния от звезды будет производиться когерентное излучение в радиодиапазонах, что приведет к возникновению события FRB. Они также предполагают, что это же явление может привести к повторению FRB. Одна возможность состоит в том, что кора звезды SQM может быть реконструирована с течением времени, что позволяет повторять события. Во-вторых, в любой момент времени разрушаются только небольшие участки коры, что приводит к повторным событиям.
В заключение они потребуют дальнейших исследований, прежде чем это можно будет сказать в любом случае:
Из-за этого длительного периода реконструкции несколько событий FRB из одного и того же источника вряд ли произойдут в нашем сценарии. Таким образом, наша модель больше подходит для объяснения неповторяющихся FRB ... Однако следует также отметить, что в процессе коллапса, если только небольшая часть (в области полярной шапки) коры падает на ядро SQM, в то время как другая часть Если кора остается стабильной, то время восстановления коры может быть заметно уменьшено, и повторяющиеся FRB все еще будут возможны.
Еще одна вещь, которая, как они утверждают, потребует дальнейшего изучения, заключается в том, может ли коллапс странной звезды привести к электромагнитному излучению, отличному от радиоволн. В настоящее время любые излучения в рентгеновском и гамма-диапазонах будут слишком слабыми, чтобы современные детекторы могли их наблюдать. По этим причинам необходимы дальнейшие исследования источников FRB с более чувствительными приборами.
К ним относятся телескоп Канадского эксперимента по картированию интенсивности водорода (CHIME), расположенный в Пентиктоне, Британская Колумбия, и Квадратный километражный массив (SQA), который в настоящее время строится в Южной Африке и Австралии. Ожидается, что эти объекты, которые оптимизированы для радиоастрономии, позволят намного больше рассказать о FRB и других загадочных космических явлениях.
