Rapidurile de radio rapide (FRB) au fascinat astronomii încă de la prima detectare în 2007. Acest eveniment a fost numit „Lorimer Burst”, după descoperirea lui, Duncan Lorimer, de la Universitatea West Virginia. În astronomia radio, acest fenomen se referă la impulsuri radio tranzitorii provenind din surse cosmologice îndepărtate, care durează în general câteva milisecunde în medie.
Peste două duzini de evenimente au fost descoperite încă din 2007, iar oamenii de știință nu sunt încă siguri care le provoacă - deși teoriile variază de la stele în explozie și găuri negre până la pulsars și magnetars. Cu toate acestea, potrivit unui nou studiu realizat de o echipă de astronomi chinezi, FRB-urile pot fi legate de cruste care se formează în jurul „stelelor ciudate”. Conform unui model pe care l-au creat, este prăbușirea acestor cruste care duce la explozii cu energie mare, care pot fi văzute ani la distanță.
Studiul, intitulat „Fast Radio Bursts from the collapse of Strange Star Crusts”, a apărut recent în Jurnalul astrofizic. Echipa a fost condusă de Yue Zhang de la Școala de Astronomie și Științe Spațiale (SASC) din Universitatea Nanjing și a inclus Jin-Jun Geng și Yong-Feng Huang - un postdoc și profesor de la SASC și Laboratorul Cheie de Astronomie Modernă și Astrofizică ( tot la Universitatea Nanjing), respectiv.
După cum afirmă în studiul lor, toate încercările anterioare de a explica FRB nu au putut să rezolve de unde provin aceste fenomene ciudate. Mai mult decât atât, nu au fost detectate contrapartide din alte benzi de undă pentru FRB care nu se repetă până în prezent, iar cercetarea asupra originii lor a fost confundată cu studiul repetării FRB. Acest lucru se datorează faptului că primele sunt adesea atribuite evenimentelor catastrofice, care sunt incapabile să se repete.
În cazul FRB-urilor, aceste evenimente catastrofale includ „flăcări gigantice magnetare, prăbușirile stelelor de neutron rotativ supramasive magnetizate, fuziuni binare de stele neutronice, fuziuni binare pitice albe, coliziuni între stele neutronice și asteroizi / comete, coliziuni între stele neutronice și albe pitici și evaporarea găurilor negre primordiale. "
În mod alternativ, în cazul FRB-urilor care se repetă, diverse modele sugerează că acestea ar putea fi cauzate de „pulsars puternic magnetizați care călătoresc prin centurile de asteroizi, transferul de masă binară pitică albă cu stele neutronice și cutremurele de stele ale pulsarelor.” De dragul studiului lor, echipa a propus un nou model prin care acumularea și prăbușirea materiei pe anumite tipuri de stele neutronice (de asemenea, „stele ciudate”) ar putea explica comportamentul FRB-urilor. După cum explică:
„S-a conceput faptul că materie de quark ciudat (SQM), un fel de material dens compus din numere aproximativ egale de quark în sus, în jos și în ciudă, poate avea o energie mai mică pe baron decât materia nucleară obișnuită (cum ar fi 56 Fe), deci că poate fi adevărata stare de bază a materiei hadronice. Dacă această ipoteză este corectă, atunci stelele de neutroni (NS) pot fi de fapt „stele ciudate” ”.
Conform acestui model, stelele ciudate construiesc un strat de materie hadronică (de asemenea, „normală”) pe suprafața lor în timp. Deoarece aceste stele SQM reduc substanțele din mediul înconjurător, crustele lor devin din ce în ce mai grele. În cele din urmă, acest lucru duce crusta să se prăbușească, lăsând o stea ciudată fierbinte și goală care devine o sursă puternică de perechi de electroni și pozitroni.
Aceste perechi vor fi apoi eliberate împreună cu cantități mari de energie magnetică într-un interval de timp foarte scurt. În plus, echipa a emis ipoteza că în timpul unei prăbușiri, o parte din energia magnetică ar fi transferată în regiunea capacului polar a stelelor SQM, unde energia câmpului magnetic este eliberată. Acest lucru ar face ca electronii și pozitronii să fie accelerați la viteze ultra-relativiste, care apoi s-ar extinde de-a lungul liniilor de câmp magnetic pentru a forma o coajă.
Dincolo de o anumită distanță de stea, se va produce o emisie coerentă în benzile radio, dând naștere unui eveniment FRB. De asemenea, ei susțin că acest același fenomen ar putea da naștere la repetarea FRB-urilor. O posibilitate este ca scoarța unei stele SQM să poată fi reconstruită în timp, permițând astfel evenimente repetate. O a doua este că doar secțiuni mici de crustă se prăbușesc la un moment dat, rezultând astfel evenimente repetate.
După cum concluzionează, vor fi necesare studii suplimentare înainte ca acest lucru să fie spus în orice mod:
Datorită acestei perioade de reconstrucție îndelungate, mai multe evenimente FRB din aceeași sursă par să nu se întâmple în scenariul nostru. Modelul nostru este astfel mai potrivit pentru a explica FRB-urile care nu se repetă ... Cu toate acestea, trebuie să remarcăm că în timpul procesului de colaps, dacă doar o porțiune mică (în regiunea capacului polar) a crustei cade pe miezul SQM în timp ce cealaltă porțiune din crustă rămâne stabilă, atunci perioada de timp reconstruită pentru crustă poate fi redusă semnificativ și repetarea FRB ar fi posibilă.
Un alt lucru pe care ei susțin că va solicita investigarea ulterioară este dacă prăbușirea crustei unei stele ciudate poate duce la radiații electromagnetice, altele decât undele radio. În prezent, orice emisie în benzile de raze X și de raze Gamma ar fi prea slabă pentru a putea observa detectoarele actuale. Din aceste motive, sunt necesare investigații suplimentare ale surselor FRB cu instrumente mai sensibile.
Printre acestea se numără telescopul CHIME (Experiența de mapare a intensității hidrogenului canadian) - localizat în Penticton, Columbia Britanică - și Arbitrul Kilometrului Pătrat (SQA) în prezent în construcție în Africa de Sud și Australia. Aceste facilități, care sunt optimizate pentru radio-astronomie, se așteaptă să dezvăluie mult mai multe despre FRB-uri și alte fenomene cosmice misterioase.
