快速无线电爆发自 2007 年首次探测到快速射电暴 (FRB) 以来,天文学家一直对它着迷。这一事件以其发现者、西弗吉尼亚大学的邓肯·洛里默 (Duncan Lorimer) 的名字命名为“洛里默爆发”。
在射电天文学中,这种现象是指来自遥远宇宙源的瞬态射电脉冲,通常平均持续几毫秒。
自 2007 年以来,已经发现了两打以上的事件,科学家们仍然不确定导致这些事件的原因——尽管理论范围很广,包括恒星爆炸和恒星爆炸等。到和磁星。
然而,根据一份新研究中国天文学家团队认为,快速射电暴可能与“奇怪恒星”周围形成的地壳有关。 根据他们创建的模型,正是这些地壳的塌陷导致了光年之外可见的高能爆发。
这项研究的标题是“奇怪星壳塌陷产生的快速射电爆发”,最近发表在《天体物理学杂志》上。该团队由张跃领导的天文与空间科学学院南京大学国家科学委员会(SASC)的成员包括耿金军和黄永峰,他们是国家科学委员会和南京大学国家科学委员会的博士后和教授。现代天文学与天体物理学重点实验室(也在南京大学)分别。
正如他们在研究中所述,之前所有解释快速射电暴的尝试都无法解决这些奇怪现象的来源。
更重要的是,迄今为止,尚未在其他波段中检测到非重复快速射电暴,并且对其起源的研究也因重复快速射电暴的研究而受到干扰。
这是因为前者常常被归因于灾难性事件,而灾难性事件是无法重复的。
就快速射电暴而言,这些灾难性事件包括“磁星巨耀斑、磁化超质量旋转中子星的塌缩、双星合并、双星白矮星合并、中子星与小行星/彗星之间的碰撞、中子星与白矮星之间的碰撞以及原始黑洞的蒸发。”
或者,就重复的快速射电暴而言,各种模型表明这些可能是由“高磁化脉冲星穿过带、中子星-白矮星双星质量传递以及脉冲星的星震。”
为了研究的目的,该团队提出了一个新模型,通过该模型,某些类型的中子星(又名“奇异星”)上物质的形成和崩溃可以解释快速射电暴的行为。 正如他们所解释的:
“据推测,奇异夸克物质(SQM)是一种由大致相等数量的上夸克、下夸克和奇异夸克组成的致密物质,每个重子的能量可能比普通核物质(例如 56 Fe)低,因此它可能是强子物质的真正基态,如果这个假设是正确的,那么中子星(NS)实际上可能是“奇怪的恒星”。
根据这个模型,随着时间的推移,奇怪的恒星在其表面形成了一层强子(又名“正常”)物质。 随着这些 SQM 恒星从环境中吸积物质,它们的外壳变得越来越重。
最终,这导致地壳塌陷,留下一颗炽热而裸露的奇怪恒星,成为电子和正电子对的强大来源。
然后,这些对将在很短的时间内与大量磁能一起释放。
研究小组进一步假设,在塌缩过程中,一小部分磁能将被转移到 SQM 恒星的极帽区域,在那里磁场能量被释放。
这将导致电子和正电子加速到超相对论速度,然后沿着磁场线膨胀形成壳。
距恒星一定距离之外,将会产生射电波段的相干发射,从而产生事件。 他们还推测,同样的现象可能会导致重复的快速射电暴。
一种可能性是,SQM 恒星的地壳可以随着时间的推移而重建,从而允许重复事件。 第二个是在任何给定时间只有一小部分地壳塌陷,从而导致重复事件。
他们的结论是,在以任何一种方式表达之前,还需要进一步的研究:
由于重建时间尺度较长,在我们的场景中似乎不太可能发生来自同一源的多个 FRB 事件。 因此,我们的模型更适合解释非重复FRB……但是,我们还应该注意到,在塌陷过程中,如果只有一小部分(在极冠区域)地壳落到SQM核心上,而另一部分则落在SQM核心上。地壳的结构保持稳定,那么地壳的重建时间尺度可以显着缩短,重复的快速射电暴仍然是可能的。
他们声称需要进一步调查的另一件事是,奇怪恒星地壳的塌陷是否会导致无线电波以外的电磁辐射。
目前,X 射线和伽马射线波段的任何发射都太微弱,目前的探测器无法观察到。 由于这些原因,需要使用更灵敏的仪器对快速射电暴源进行进一步研究。
这些包括加拿大氢强度测绘实验(CHIME) 望远镜 – 位于不列颠哥伦比亚省彭蒂克顿 – 以及平方公里阵列(SQA)目前正在南非和澳大利亚建设。
这些设施针对射电天文学进行了优化,预计将揭示更多有关快速射电暴和其他神秘宇宙现象的信息。