Το Fast Radio Bursts (FRBs) έχει συναρπάσει τους αστρονόμους από τότε που το πρώτο εντοπίστηκε το 2007. Η εκδήλωση ονομάστηκε «Lorimer Burst» μετά την ανακάλυψή της, Duncan Lorimer από το Πανεπιστήμιο της Δυτικής Βιρτζίνια. Στην αστρονομία του ραδιοφώνου, αυτό το φαινόμενο αναφέρεται σε παροδικούς ραδιο παλμούς που προέρχονται από μακρινές κοσμολογικές πηγές, οι οποίοι συνήθως διαρκούν κατά μέσο όρο μερικά χιλιοστά του δευτερολέπτου.
Πάνω από δύο δωδεκάδες γεγονότα έχουν ανακαλυφθεί από το 2007 και οι επιστήμονες δεν είναι ακόμα σίγουροι τι τους προκαλεί - αν και οι θεωρίες κυμαίνονται από εκρηκτικά αστέρια και μαύρες τρύπες έως πάλσαρ και μαγνήτες. Ωστόσο, σύμφωνα με μια νέα μελέτη από μια ομάδα Κινέζων αστρονόμων, τα FRB μπορεί να συνδέονται με κρούστες που σχηματίζονται γύρω από «περίεργα αστέρια». Σύμφωνα με ένα μοντέλο που δημιούργησαν, είναι η κατάρρευση αυτών των φλοιών που οδηγούν σε εκρήξεις υψηλής ενέργειας που μπορούν να δουν μακριά χρόνια φωτός.
Η μελέτη, με τίτλο "Fast Radio Bursts from the collapse of Strange Star Crusts", εμφανίστηκε πρόσφατα στο ο Αστροφυσική Εφημερίδα. Η ομάδα διευθύνθηκε από τον Yue Zhang της Σχολής Αστρονομίας και Διαστημικής Επιστήμης (SASC) στο Πανεπιστήμιο Nanjing και περιελάμβανε τον Jin-Jun Geng και τον Yong-Feng Huang - μεταπτυχιακό και καθηγητή από το SASC και το Βασικό Εργαστήριο Σύγχρονης Αστρονομίας και Αστροφυσικής ( επίσης στο Πανεπιστήμιο του Ναντζίνγκ), αντίστοιχα.
Όπως αναφέρουν στη μελέτη τους, όλες οι προηγούμενες προσπάθειες εξήγησης των FRB δεν ήταν σε θέση να επιλύσουν από πού προέρχονται αυτά τα παράξενα φαινόμενα. Επιπλέον, δεν έχουν εντοπιστεί αντίστοιχα σε άλλες ζώνες κυμάτων για μη επαναλαμβανόμενα FRBs και η έρευνα για την προέλευσή τους έχει συγχέεται από τη μελέτη της επανάληψης FRBs. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι οι πρώτοι συχνά αποδίδονται σε καταστροφικά γεγονότα, τα οποία είναι ανίκανα να επαναληφθούν.
Στην περίπτωση των FRB, αυτά τα καταστροφικά γεγονότα περιλαμβάνουν «μαγνητικές γίγαντες φωτοβολίδες, τις καταρρέσεις μαγνητισμένων υπερμαζικών περιστρεφόμενων αστεριών νετρονίων, δυαδικές συγχωνεύσεις αστεριών νετρονίων, δυαδικές συγχωνεύσεις λευκού νάνου, συγκρούσεις μεταξύ αστεριών νετρονίων και αστεροειδών / κομητών, συγκρούσεις μεταξύ αστεριών νετρονίων και λευκών νάνοι και εξάτμιση των αρχέγονων μαύρων οπών. "
Εναλλακτικά, στην περίπτωση των επαναλαμβανόμενων FRB, διάφορα μοντέλα υποδηλώνουν ότι αυτά θα μπορούσαν να προκληθούν από «πολύ μαγνητισμένους πάλσαρ που ταξιδεύουν μέσω αστεροειδών ζωνών, δυαδικής μετακίνησης μάζας αστέρα-λευκού νάνου, και σεισμούς αστέρι των πάλσαρ». Για χάρη της μελέτης τους, η ομάδα πρότεινε ένα νέο μοντέλο σύμφωνα με το οποίο η συσσώρευση και η κατάρρευση της ύλης σε συγκεκριμένους τύπους αστεριών νετρονίων (γνωστά και ως «περίεργα αστέρια») θα μπορούσαν να εξηγήσουν τη συμπεριφορά των FRB. Όπως εξηγούν:
«Έχει υποτεθεί ότι το παράξενο υλικό κουάρκ (SQM), ένα είδος πυκνού υλικού που αποτελείται από περίπου ίσους αριθμούς άνω, κάτω και περίεργων κουάρκ, μπορεί να έχει χαμηλότερη ενέργεια ανά baryon από τα συνηθισμένα πυρηνικά υλικά (όπως 56 Fe) έτσι ότι μπορεί να είναι η πραγματική κατάσταση του αδρονικού υλικού. Εάν αυτή η υπόθεση είναι σωστή, τότε τα αστέρια νετρονίων (NS) μπορεί στην πραγματικότητα να είναι «παράξενα αστέρια» ».
Σύμφωνα με αυτό το μοντέλο, τα παράξενα αστέρια δημιουργούν ένα στρώμα αδρονικής (γνωστής και ως «κανονικής») ύλης στην επιφάνεια τους με την πάροδο του χρόνου. Καθώς αυτά τα αστέρια του SQM συσσωρεύουν την ύλη από το περιβάλλον τους, οι κρούστες τους γίνονται βαρύτερες και βαρύτερες. Τελικά, αυτό οδηγεί στην κατάρρευση του φλοιού, αφήνοντας ένα καυτό και γυμνό παράξενο αστέρι που γίνεται μια ισχυρή πηγή ηλεκτρονίων και ζευγών ποζιτρονίων.
Αυτά τα ζεύγη τότε θα απελευθερωθούν μαζί με μεγάλες ποσότητες μαγνητικής ενέργειας σε πολύ σύντομο χρονικό διάστημα. Η ομάδα υπέθεσε περαιτέρω ότι κατά τη διάρκεια της κατάρρευσης, ένα κλάσμα μαγνητικής ενέργειας θα μεταφερόταν στην περιοχή του πολικού καλύμματος των αστεριών SQM, όπου απελευθερώνεται η ενέργεια του μαγνητικού πεδίου. Αυτό θα αναγκάσει τα ηλεκτρόνια και τα ποζιτρόνια να επιταχυνθούν σε εξαιρετικά σχετικιστικές ταχύτητες, οι οποίες στη συνέχεια θα επεκταθούν κατά μήκος γραμμών μαγνητικού πεδίου για να σχηματίσουν ένα κέλυφος.
Πέρα από μια ορισμένη απόσταση από το αστέρι, θα δημιουργηθούν συνεκτικές εκπομπές ραδιοφωνικών ζωνών, δημιουργώντας μια εκδήλωση FRB. Θεωρούν επίσης ότι το ίδιο φαινόμενο θα μπορούσε να προκαλέσει την επανάληψη των FRB. Μια πιθανότητα είναι ότι ο φλοιός ενός αστεριού SQM θα μπορούσε να ανακατασκευαστεί με την πάροδο του χρόνου, επιτρέποντας έτσι επαναλαμβανόμενα γεγονότα. Ένα δεύτερο είναι ότι μόνο μικρά τμήματα του φλοιού καταρρέουν ανά πάσα στιγμή, με αποτέλεσμα συνεχόμενα επανειλημμένα συμβάντα.
Όπως καταλήγουν στο συμπέρασμα, θα απαιτηθούν περαιτέρω μελέτες προτού μπορέσουν να ειπωθούν με οποιονδήποτε τρόπο:
Λόγω αυτού του μεγάλου χρονοδιαγράμματος ανασυγκρότησης, πολλά συμβάντα FRB από την ίδια πηγή δεν φαίνεται να συμβαίνουν στο σενάριό μας. Το μοντέλο μας είναι επομένως πιο κατάλληλο για την εξήγηση των μη επαναλαμβανόμενων FRBs… Ωστόσο, πρέπει επίσης να σημειώσουμε ότι κατά τη διαδικασία κατάρρευσης, εάν μόνο ένα μικρό τμήμα (στην περιοχή του πολικού καπακιού) του φλοιού πέφτει στον πυρήνα SQM ενώ το άλλο τμήμα της κρούστας παραμένει σταθερή, τότε το ανασχηματισμένο χρονοδιάγραμμα για την κρούστα μπορεί να μειωθεί σημαντικά και η επανάληψη των FRBs θα ήταν ακόμη δυνατή.
Ένα άλλο πράγμα που ισχυρίζονται ότι θα απαιτήσει περαιτέρω διερεύνηση είναι εάν η κατάρρευση του φλοιού ενός παράξενου αστεριού θα μπορούσε να οδηγήσει σε ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία εκτός από τα ραδιοκύματα. Προς το παρόν, τυχόν εκπομπές στις ζώνες ακτίνων Χ και ακτίνων γάμμα θα ήταν πολύ αχνή για να παρατηρηθούν οι τρέχοντες ανιχνευτές. Για τους λόγους αυτούς, απαιτούνται περαιτέρω έρευνες για πηγές FRB με πιο ευαίσθητα μέσα.
Αυτά περιλαμβάνουν το τηλεσκόπιο καναδικού πειράματος έντασης υδρογόνου (CHIME) - που βρίσκεται στο Penticton, Βρετανική Κολομβία - και το τετραγωνικό χιλιόμετρο Array (SQA) που βρίσκεται υπό κατασκευή στη Νότια Αφρική και την Αυστραλία. Αυτές οι εγκαταστάσεις, οι οποίες είναι βελτιστοποιημένες για τη ραδιοαστρονομία, αναμένεται να αποκαλύψουν πολλά περισσότερα για τα FRB και άλλα μυστηριώδη κοσμικά φαινόμενα.
