Fast Radio Bursts (FRB) har fascinerat astronomer ända sedan den första upptäcktes 2007. Denna händelse fick namnet ”Lorimer Burst” efter upptäckaren Duncan Lorimer från West Virginia University. I radioastronomi hänvisar detta fenomen till övergående radiopulser som kommer från avlägsna kosmologiska källor, som vanligtvis varar några millisekunder i genomsnitt.
Över två dussin händelser har upptäckts sedan 2007 och forskare är fortfarande inte säkra på vad som orsakar dem - även om teorier sträcker sig från exploderande stjärnor och svarta hål till pulsars och magnetar. Enligt en ny studie från ett team av kinesiska astronomer kan FRB: er dock kopplas till skorpor som bildas kring "konstiga stjärnor". Enligt en modell de skapade är det kollapsen av dessa skorpor som leder till högenergiutbrott som kan ses ljusår bort.
Studien, med titeln "Fast Radio Bursts from the Strange Star Crusts", dök nyligen in De Astrophysical Journal. Teamet leddes av Yue Zhang från School of Astronomy and Space Science (SASC) vid Nanjing University och inkluderade Jin-Jun Geng och Yong-Feng Huang - en postdoc och professor från SASC och Key Laboratory of Modern Astronomy and Astrophysics ( också vid Nanjing University).
Som de säger i sin studie har alla tidigare försök att förklara FRB inte kunnat lösa var dessa konstiga fenomen kommer från. Dessutom har inga motsvarigheter i andra vågband hittats för icke-upprepande FRB: n hittills och forskning om deras ursprung har förvirrats av studien om upprepande FRB: er. Detta beror på att de förstnämnda ofta tillskrivs katastrofala händelser, som inte kan repeteras.
När det gäller FRB: erna inbegriper dessa katastrofala händelser "magnetar-jätteljus, kollapsen av magnetiserade supramassiva roterande neutronstjärnor, binära neutronstjärna sammanslagningar, binära vita dvärgfusioner, kollisioner mellan neutronstjärnor och asteroider / kometer, kollisioner mellan neutronstjärnor och vita dvärgar, och avdunstning av primordiala svarta hål. ”
Alternativt, i fallet med de upprepande FRB: erna, föreslår olika modeller att dessa kan orsakas av "mycket magnetiserade pulsarer som reser genom asteroidbälten, neutronstjärnvita dvärgs binära massöverföring och stjärnbävningar av pulsars." För studiens skull föreslog teamet en ny modell där uppbyggnad och kollaps av materia på vissa typer av neutronstjärnor (alias ”konstiga stjärnor”) skulle kunna förklara FRB: s beteende. Som de förklarar:
”Det har antagits att konstigt kvarkmaterial (SQM), ett slags tätt material som består av ungefär lika många upp, ner och konstiga kvarkar, kan ha en lägre energi per baryon än vanligt kärnämne (t.ex. 56 Fe) så att det kan vara det verkliga grundtillståndet för hadronisk materia. Om denna hypotes är korrekt, kan neutronstjärnor (NS) faktiskt vara "konstiga stjärnor".
Enligt denna modell bygger konstiga stjärnor upp ett lager av hadronisk (alias "normal") materia på ytan över tid. När dessa SQM-stjärnor ackrediterar materien från sin miljö, blir deras skorpor tyngre och tyngre. Så småningom leder detta till att jordskorpan kollapsar, vilket lämnar en het och bar konstig stjärna som blir en kraftfull källa till elektroner och positronpar.
Dessa par skulle sedan släppas tillsammans med stora mängder magnetisk energi under en mycket kort tidsskala. Teamet antog vidare att under en kollaps skulle en bråkdel av magnetisk energi överföras till SQM-stjärnorna, där magnetfältenergin frigörs. Detta skulle göra att elektroner och positroner påskyndas till ultra-relativistiska hastigheter, som sedan skulle expanderas längs magnetfältlinjerna för att bilda ett skal.
Utöver ett visst avstånd från stjärnan kommer koherent utsläpp i radioband att produceras, vilket föder ett FRB-evenemang. De teoretiserar också att samma fenomen kan ge upphov till upprepade FRB: er. En möjlighet är att skorpan hos en SQM-stjärna skulle kunna rekonstrueras över tid och därmed möjliggöra upprepade händelser. En andra är att endast små delar av jordskorpan kollapsar vid en viss tidpunkt, vilket resulterar i upprepade händelser.
Som de avslutar kommer ytterligare studier att behövas innan detta kan sägas på något sätt:
På grund av denna långa tidsrekonstruktion verkar det inte troligt att flera FRB-händelser från samma källa kommer att hända i vårt scenario. Vår modell är således mer lämpad för att förklara de icke upprepande FRB: erna ... Vi bör dock notera att under kollapsprocessen, om bara en liten del (i det polära lockområdet) av jordskorpan faller på SQM-kärnan medan den andra delen av jordskorpan förblir stabil, då kan den återuppbyggda tidsskalan för jordskorpan markant minskas och det kan fortfarande vara möjligt att upprepa FRB.
En annan sak som de hävdar kommer att kräva ytterligare utredning är om kollapsen av en konstig stjärnskorpa kan leda till annan elektromagnetisk strålning än radiovågor. För närvarande skulle eventuella utsläpp i röntgen- och gammastrålband vara för svaga för att strömdetektorer ska kunna observera. Av dessa skäl behövs ytterligare undersökningar av FRB-källor med mer känsliga instrument.
Dessa inkluderar det kanadensiska vätgasintensitetskartläggningsexperimentet (CHIME) -teleskopet - beläget i Penticton, British Columbia - och Square Kilometre Array (SQA) som för närvarande håller på att byggas i Sydafrika och Australien. Dessa anläggningar, som är optimerade för radioastronomi, förväntas avslöja mycket mer om FRB: er och andra mystiska kosmiska fenomen.
