中子星表面經歷星震,可能引發快速電波爆發

作者 | 發布日期 2023 年 10 月 16 日 11:45 | 分類 天文 line share follow us in feedly line share
中子星表面經歷星震,可能引發快速電波爆發


當中子星表面因破裂、移動而引起星震時,可能還會帶來席捲地球的神祕快速電波爆發。

快速電波爆發(Fast radio burst,FRB)於 2007 年首次被望遠鏡發現,它們可穿越數十億光年距離接近地球,威力大到足以超越整個母星系。然而儘管地球上空每天可能有多達 10,000 個 FRB,多數 FRB 來源仍然未知,主要原因是它們通常只乍現千分之一秒。

但儘管宇宙現象五花八門,背後物理驅動過程仍有相似之處,比如太陽耀斑、地球地震、來自深空的快速電波爆發屬於不同現象,但它們有個明顯共同點:都是在一段時間內釋放被壓抑能量的方式之一。

而隨著科學家收集越來越多 FRB,他們從中歸納出一個事實:重複快速電波爆發釋放能量的模式與地震相似。

理論上,中子星表面突然出現變化時會發生星震(類似地球地震),潛在原因為異常強的磁場扭曲形成之應力。而最近日本東京大學的新研究結論支持了這項事實:快速電波爆發很可能由中子星表面的「星震」引起。

該團隊研究了 3 個重複 FRB 發出約 7,000 次閃光的時間與能量(同方法適用於檢查地震、太陽耀斑的時間-能量相關性),發現快速電波爆發與地震有顯著相關性,與太陽耀斑則無太大相關性。

研究人員注意到,無論地震還是重複的快速電波爆發,單一事件發生餘震機率都介於 10~50%;其次,餘震發生率隨時間推移而降低;第三,即使 FRB 或地震活動的平均速率出現明顯變化,餘震發生率仍始終恆定;最後,主震與餘震的能量不存在相關性,即無論地震還是無線電波爆發,都無法協助預測餘震規模。

這代表比起太陽耀斑能量噴發,FRB 反而與天體震動更有關,至少這 3 個 FEB 源頭能以星震模型合理解釋。其他 FRB 來源可能有新解釋,但這項發現代表科學家可以透過研究 FRB 來進一步理解一般星震,特別是磁星與中子星。

論文發表在《皇家天文學會月報》。

(首圖為磁星星震示意圖,來源:NASA