神秘的な高速無線バーストは、奇妙な星の地殻の崩壊から来ていますか?

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ファーストラジオバースト(FRB)は、2007年に最初の天体が検出されて以来、魅了されています。このイベントは、発見者であるウェストバージニア大学のダンカンロリマーから「ロリマーバースト」と呼ばれました。電波天文学では、この現象は遠方の宇宙線源からの一時的な電波パルスを指し、通常は平均で数ミリ秒続きます。

2007年以降20を超える事象が発見されており、科学者たちはそれらの原因がまだ不明です。理論は爆発する星やブラックホールからパルサーやマグネターまで多岐にわたります。しかし、中国の天文学者のチームによる新しい研究によると、FRBは「奇妙な星」の周りに形成されるクラストにリンクしている可能性があります。彼らが作成したモデルによれば、これらの地殻の崩壊は、光年離れた場所で見ることができる高エネルギーの爆発につながります。

この研究は、「奇妙な星の地殻の崩壊による高速無線バースト」と題され、最近発表されました。 天体物理ジャーナル。 チームは南京大学の天文学と宇宙科学の学校(SASC)のYue Zhangが率い、Jin-Jun GengとYong-Feng Huangが含まれていました。南京大学でも)。

彼らが彼らの研究で述べているように、FRBを説明する以前の試みはすべて、これらの奇妙な現象がどこから来たかを解決することができませんでした。さらに、これまでのところ、反復しないFRBについて他の波長帯の対応物は検出されておらず、反復するFRBの研究によってそれらの起源の研究が混乱しています。これは、前者がしばしば繰り返すことができない壊滅的なイベントに起因しているという事実によるものです。

FRBの場合、これらの壊滅的なイベントには、「マグネタージャイアントフレア、磁化された超巨大回転中性子星の崩壊、連星中性子星合体、連星白色矮星合体、中性子星と小惑星/彗星間の衝突、中性子星と白の間の衝突」が含まれます。小人、そして原始ブラックホールの蒸発。」

あるいは、反復するFRBの場合、さまざまなモデルが、これらが「小惑星帯を通過する高磁化パルサー、中性子星-白色矮星連星質量伝達、およびパルサーの星の地震」によって引き起こされる可能性があることを示唆しています。彼らの研究のために、チームは特定のタイプの中性子星(別名「奇妙な星」)上の物質の蓄積と崩壊がFRBの挙動を説明できる新しいモデルを提案しました。彼らが説明するように:

「奇数クォーク物質(SQM)は、ほぼ等しい数のアップ、ダウン、および奇妙なクォークから構成される一種の高密度物質であり、通常の核物質(56 Feなど)よりもバリオンあたりのエネルギーが低い可能性があると推測されています。それがハドロン物質の真の基底状態であるかもしれないと。この仮説が正しければ、中性子星(NS)は実際には「奇妙な星」である可能性があります。

このモデルによれば、奇妙な星は、時間の経過とともに表面にハドロン(別名:「通常」)物質の層を形成します。これらのSQMスターは環境から物質を付加するので、クラストはどんどん重くなります。やがてこれは地殻を崩壊させ、熱くて裸の奇妙な星を残し、それが電子と陽電子のペアの強力な源になります。

これらのペアは、非常に短いタイムスケールで大量の磁気エネルギーとともに解放されます。チームはさらに、崩壊中に、磁気エネルギーの一部がSQMスターの極冠領域に移動し、そこで磁場エネルギーが放出されると仮定しました。これにより、電子と陽電子が超相対論的な速度に加速され、磁力線に沿って膨張して殻を形成します。

星から一定の距離を超えると、無線帯域でコヒーレントな放射が発生し、FRBイベントが発生します。彼らはまた、この同じ現象が繰り返しFRBを引き起こす可能性があると理論づけています。 1つの可能性は、SQMスターのクラストが時間の経過とともに再構築され、イベントの繰り返しを可能にする可能性があることです。もう1つは、地殻のごく一部のみが常に崩壊し、その結果繰り返しのイベントが発生することです。

彼らが結論するように、これがどちらかの方法で言える前にさらなる研究が必要になるでしょう:

この再構築のタイムスケールが長いため、同じソースからの複数のFRBイベントがシナリオで発生する可能性は低いようです。したがって、私たちのモデルは非反復FRBを説明するのにより適しています。しかし、崩壊プロセス中に、クラストの小さな部分(極冠領域)のみがSQMコアに落ちる一方で、他の部分は地殻の安定性が維持されると、地殻の再構築タイムスケールを大幅に削減でき、FRBの繰り返しが可能になります。

彼らがさらに調査を必要とすると主張するもう一つのことは、奇妙な星の地殻の崩壊が電波以外の電磁放射を引き起こすことができるかどうかです。現在のところ、X線およびガンマ線帯域の放出は、現在の検出器では観測するには微弱すぎます。これらの理由により、より感度の高い機器でFRB発生源をさらに調査する必要があります。

これには、ブリティッシュコロンビア州ペンティクトンにあるカナダ水素強度マッピング実験(CHIME)望遠鏡と、南アフリカとオーストラリアで現在建設中の平方キロメートルアレイ(SQA)が含まれます。これらの施設は電波天文学に最適化されており、FRBやその他の神秘的な宇宙現象についてより多くを明らかにすることが期待されています。

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