Nopeat radiopurskeet (FRB) ovat kiehtoneet tähtitieteilijöitä siitä lähtien, kun ensimmäinen havaittiin vuonna 2007. Tämä tapahtuma sai nimensä “Lorimer Burst” sen löytämisen jälkeen, kun löytöjä oli Duncan Lorimer Länsi-Virginian yliopistosta. Radioastronomiassa tämä ilmiö viittaa kaukoisista kosmologisista lähteistä tuleviin ohimeneviin radiopulsseihin, jotka kestävät tyypillisesti keskimäärin muutaman millisekunnin.
Vuodesta 2007 lähtien on löydetty yli kaksikymmentä tapahtumaa, ja tutkijat eivät vieläkään ole varmoja, mikä niitä aiheuttaa - tosin teoriat vaihtelevat räjähtävistä tähtiin ja mustiin reikiin pulsareihin ja magnetaareihin. Kiinalaisten tähtitieteilijöiden ryhmän uuden tutkimuksen mukaan FRB: t voivat kuitenkin liittyä kuoriin, jotka muodostuvat “omituisten tähdet”. Heidän luomansa mallin mukaan juuri näiden kuorien romahtaminen johtaa korkean energian purskeisiin, jotka voidaan nähdä valovuosien päässä.
Tutkimus, jonka otsikko on ”Nopeat radiopurskeet omituisten tähtiharkkojen romahduksesta”, ilmestyi äskettäin Astrophysical Journal. Ryhmää johti Yue Zhang Nanjingin yliopiston tähtitieteen ja avaruustieteiden korkeakoulusta (SASC). Ryhmään kuuluivat Jin-Jun Geng ja Yong-Feng Huang - tohtori ja professori SASC: stä ja Nykyaikaisen tähtitieteen ja astrofysiikan avainsanan laboratoriosta ( myös Nanjingin yliopistossa).
Kuten he toteavat tutkimuksessaan, kaikki aikaisemmat yritykset selittää FRB: t eivät ole pystyneet ratkaisemaan, mistä nämä omituiset ilmiöt tulevat. Lisäksi toistaiseksi ei toistamiseen ole todettu vastaavia muilla aaltoalueilla toistuvista FRB: stä, ja niiden alkuperätutkimus on rajattu FRB: n toistamisen tutkimukseen. Tämä johtuu tosiasiasta, että ensin mainitut johtuvat usein katastrofaalisista tapahtumista, joita ei voida toistaa.
FRB: n tapauksessa näihin katastrofaalisiin tapahtumiin kuuluvat “magneettiset jättiläinen soihdut, magnetoituneiden supramassiivisten pyörivien neutronitähtien romahdukset, binaariset neutronitähtien sulautumiset, binaariset valkoiset kääpiöfuusioita, neutronitähteiden ja asteroidien / komeetojen väliset törmäykset, neutronitähtien ja valkoisten väliset törmäykset kääpiöt ja alkuperäisten mustien reikien haihtuminen. ”
Vaihtoehtoisesti toistuvien FRB-laitteiden tapauksessa useat mallit viittaavat siihen, että nämä voivat johtua "voimakkaasti magnetoiduista pulsareista, jotka kulkevat asteroidihihnojen läpi, neutronitähdenvalkoisen kääpiön binaarimassansiirrosta ja pulssarien tähdenjäristyksistä". Tutkimuksensa vuoksi ryhmä ehdotti uutta mallia, jolla aineen muodostuminen ja romahtaminen tietyntyyppisillä neutronitähteillä (tunnetaan myös nimellä “omituiset tähdet”) voisi selittää FRB: n käyttäytymisen. Kuten he selittävät:
”On arveltu, että omituisella kvarkin aineella (SQM), eräänlaisella tiheällä materiaalilla, joka koostuu suunnilleen yhtä suuresta määrästä ylös, alas ja outoista kvarkeista, voi olla pienempi energia per baronia kuin tavallisissa ydinaineissa (kuten 56 Fe), joten että se voi olla hadronisen aineen todellinen perustila. Jos tämä hypoteesi on oikea, neutronitähdet (NS) voivat olla 'outoja tähtiä'.
Tämän mallin mukaan omituiset tähdet rakentavat ajan myötä pinnalleen kerroksen hadronista (eli "normaalia") ainetta. Kun nämä SQM-tähdet vievät ainetta ympäristöstään, niiden kuori muuttuu raskaammaksi. Lopulta tämä johtaa kuoren romahtamiseen, jolloin jää kuuma ja paljas omituinen tähti, josta tulee voimakas elektronien ja positroniparien lähde.
Nämä parit vapautuisivat sitten yhdessä suurten määrien magneettisen energian kanssa hyvin lyhyessä ajassa. Ryhmä lisäsi hypoteesia siitä, että romahduksen aikana murto-osa magneettista energiaa siirtyisi SQM-tähtien polaarisen kannen alueelle, missä magneettikenttäenergia vapautuu. Tämä aiheuttaisi elektronien ja positronien kiihtymisen ultrarelativistisiin nopeuksiin, jotka sitten laajentuisivat magneettikenttäviivoja pitkin muodostaen kuoren.
Tietyn etäisyyden päässä tähdestä tuotetaan koherenttia säteilyä radiokaistoilla, mikä synnyttää FRB-tapahtuman. He myös teorioivat, että sama ilmiö voisi johtaa FRB: n toistumiseen. Yksi mahdollisuus on, että SQM-tähden kuori voidaan rekonstruoida ajan myötä, mahdollistaen siten toistuvat tapahtumat. Toinen on, että vain pienet kuoren osat romahtavat kullakin hetkellä, mikä johtaa toistuviin tapahtumiin.
Kuten he päättelevät, tarvitaan lisätutkimuksia, ennen kuin tämä voidaan sanoa kumpaankin suuntaan:
Tämän pitkän jälleenrakennusajan takia useat samasta lähteestä tulevat FRB-tapahtumat eivät todennäköisesti tapahdu skenaarioissamme. Siksi mallimme soveltuu paremmin toistuvien FRB-selitysten selittämiseen ... Meidän on kuitenkin myös huomattava, että romahdusprosessin aikana vain pieni osa (polaarisen kannen alueella) kuoresta putoaa SQM-ytimeen, kun taas toinen osa Kuoren osuus pysyy vakaana, jolloin kuoren uudelleenrakennettua aikataulua voidaan vähentää huomattavasti ja toistaa FRB: t edelleen.
Toinen asia, jonka he väittävät tarvitsevan lisätutkimuksia, on se, johtaako omituisen tähden kuoren romahtaminen muuhun sähkömagneettiseen säteilyyn kuin radioaaltoihin. Tällä hetkellä kaikki säteily röntgen- ja gammasäteilyalueilla olisi liian heikkoa nykyisten ilmaisimien havaitsemiseksi. Näistä syistä tarvitaan lisätutkimuksia FRB-lähteistä herkemmillä välineillä.
Näitä ovat Kanadan vetyintensiteetin kartoituskoe (CHIME) - kaukoputki -, joka sijaitsee Pentictonissa, Brittiläisessä Kolumbiassa - ja neliökilometrimääräinen taulukko (SQA), jota rakennetaan parhaillaan Etelä-Afrikassa ja Australiassa. Näiden radioastronomiaan optimoitujen laitteiden odotetaan paljastavan paljon enemmän FRB: stä ja muista salaperäisistä kosmisista ilmiöistä.
