Μυστηριώδεις ραδιοεκρήξεις μπορεί να προέρχονται από “αστρικούς σεισμούς”

Ο “αστρικός σεισμός” είναι ένα θεωρητικό γεγονός κατά το οποίο η επιφάνεια ενός αστέρα νετρονίων υφίσταται μια ξαφνική μετατόπιση, όχι σε αντίθεση με τις τεκτονικές πλάκες που προκαλούν σεισμούς στα πλανητικά σώματα.

Οι μυστηριώδεις και εξωφρενικά ισχυρές εκρήξεις ραδιοκυμάτων που ταξιδεύουν σε όλο το σύμπαν μπορεί να προέρχονται από αστροσεισμούς, ένα υποθετικό γεγονός κατά το οποίο η επιφάνεια ενός άστρου κουνιέται όχι σε αντίθεση με την επιφάνεια της Γης κατά τη διάρκεια ενός σεισμού.

Τα φαινόμενα αυτά, που ονομάζονται Fast Radio Bursts (FRB), έχουν παραμείνει ένα μυστήριο για την επιστήμη. Οι FRB είναι εξαιρετικά ισχυρές εκρήξεις ενέργειας ραδιοκυμάτων που διαρκούν μόνο μερικά χιλιοστά του δευτερολέπτου, αλλά σε αυτό το διάστημα απελευθερώνουν τόση ενέργεια όση απελευθερώνει ο ήλιος σε τρεις γήινες ημέρες.

Συνήθως, οι FRB εμφανίζονται σποραδικά, γεγονός που καθιστά εξαιρετικά δύσκολη τη μελέτη τους. Αλλά τα τελευταία χρόνια μερικές ανακαλύψεις έχουν αυξήσει την κατανόησή μας για τα FRBs.

Πρώτον, οι επιστήμονες ανακάλυψαν αρκετές επαναλαμβανόμενες FRB, επιτρέποντας στους αστρονόμους να τις παρακολουθούν με συνέπεια. Στη συνέχεια, το 2020, παρατηρήθηκε το πρώτο FRB από το εσωτερικό του Γαλαξία, επιτρέποντας στους αξιωματούχους να εντοπίσουν το συγκεκριμένο αστέρι από το οποίο προήλθε.

Το άστρο αυτό ήταν ένα magnetar, ένας τύπος άστρου νετρονίων που είναι το απομεινάρι του καταρρεύσαντος πυρήνα ενός υπερμεγέθους άστρου που πέρασε από ένα συμβάν υπερκαινοφανούς αστέρα. Τα μαγνητάρια είναι μοναδικά μεταξύ των αστέρων νετρονίων για το ισχυρό μαγνητικό τους πεδίο, το οποίο τα καθιστά το πιο ισχυρό μαγνητικό αντικείμενο στο γνωστό σύμπαν.

Ενώ τα αστέρια συχνά περιγράφονται ως μια μπάλα φλεγόμενων αερίων, οι βαρυτικές αυτές δυνάμεις καθιστούν τους πυρήνες των αστέρων νετρονίων τα πιο πυκνά αντικείμενα στο σύμπαν.

Οι αστρονόμοι Tomonori Totani και Yuya Tsuzuki του Πανεπιστημίου του Τόκιο εξέτασαν 7.000 FRBs από τρεις διαφορετικές πηγές και συνέκριναν την αναλογία ενέργειας-χρόνου αυτών των εκρήξεων με τους σεισμούς και τις ηλιακές εκλάμψεις, οι οποίες έχουν προηγουμένως προταθεί ως σημείο σύγκρισης για τις FRBs.

Το ζεύγος διαπίστωσε ότι οι FRBs έχουν περισσότερα κοινά με τους σεισμούς παρά με τις ηλιακές εκλάμψεις, γεγονός που υποδηλώνει ότι η υπόθεση του αστρικού σεισμού είναι τουλάχιστον αληθοφανής.

“Θεωρητικά θεωρήθηκε ότι η επιφάνεια ενός magnetar θα μπορούσε να βιώνει έναν αστρικό σεισμό, μια απελευθέρωση ενέργειας παρόμοια με τους σεισμούς στη Γη”, εξήγησε ο Totani.

“Πρώτον, η πιθανότητα εμφάνισης ενός μετασεισμού για ένα μεμονωμένο γεγονός είναι 10-50%, δεύτερον, ο ρυθμός εμφάνισης μετασεισμών μειώνεται με το χρόνο, ως δύναμη του χρόνου, τρίτον, ο ρυθμός μετασεισμών είναι πάντα σταθερός ακόμη και αν η δραστηριότητα FRB-σεισμού (μέσος ρυθμός) μεταβάλλεται σημαντικά και τέταρτον, δεν υπάρχει συσχέτιση μεταξύ των ενεργειών του κύριου κλονισμού και του μετασεισμού του”, δήλωσε ο Totani, απαριθμώντας τις ομοιότητες μεταξύ σεισμών και FRB. Σημείωσε ότι δεν υπήρχαν ομοιότητες με τις ηλιακές εκλάμψεις στην ανάλυσή τους.

Οι αξιωματούχοι θεωρούν ότι το τεράστιο μαγνητικό πεδίο του magnetar παραμορφώνει το σχήμα του άστρου, προκαλώντας μια εξωτερική έλξη. Ταυτόχρονα, ο εξαιρετικά πυκνός πυρήνας του άστρου έλκει προς τα μέσα, δημιουργώντας μια τάση που απελευθερώνεται σε ένα ρήγμα και ένα σεισμό, απελευθερώνοντας ενδεχομένως μια έκρηξη τεράστιας ενέργειας με τη μορφή μιας FRB.

Αν και είναι απίθανο να δούμε ποτέ ένα FRB από κοντά, ο Totani λέει ότι μπορεί να μας βοηθήσει να κατανοήσουμε περισσότερα για το σύμπαν ή ακόμη και για τους σεισμούς στη Γη. “Μελετώντας τους αστρικούς σεισμούς σε μακρινά υπερπυκνά άστρα, τα οποία είναι εντελώς διαφορετικά περιβάλλοντα από τη Γη, μπορεί να αποκτήσουμε νέες γνώσεις για τους σεισμούς”, ή ακόμη και “τους θεμελιώδεις νόμους της φυσικής”, δήλωσε ο Totani.