Принаймні деякі зі швидких радіосплесків можуть бути спричинені «зоряними поштовхами», що виникають «на поверхні нейтронних зірок», стверджують вчені Токійського університету у новій роботі.
Швидкий радіосплеск (Fast Radio Bursts, FRB) є раптовим імпульсом радіочастотного випромінювання, який триває всього кілька мікросекунд. З моменту першого виявлення у 2007 році астрономи зафіксували вже тисячі таких подій: одні джерела випускають їх регулярно, інші виробляють їх один раз і замовкають.
Поширеними джерелами регулярних радіосплесків є пульсари і магнетари — нейтронні зірки, тобто щільні ядра колись масивних зірок, чия маса тепер порівнянна з сонячною при діаметрі в десятки кілометрів. Пульсари обертаються з частотою кілька сотень обертів на секунду, які магнітне поле нахилено до осі обертання, через що виникає випромінювання. Магнетари обертаються повільніше, але мають найсильніші у Всесвіті магнітні поля — в трильйони разів сильніше земного.
У 2020 році телескоп CHIME (Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment) зафіксував подію, схожу на FRB, але сплеск виходив від SGR 1935+2154 – “джерела регулярного м’якого гамма-випромінювання”. Подію підтвердив телескоп STARE2 (Survey for Transient Astronomical Radio Emission 2), і припущення, що FRB міг зробити магнетаром, представлялося багатообіцяючим.
Вчені також зафіксували кілька FRB, які більше не повторювалися, і припустили, що їхнє джерело було знищено. Таким джерелом міг бути бліцар — химерна астрономічна подія, пов’язана з колапсом надмірно масивної нейтронної зірки в чорну дірку. Ця подія виникає при злитті двох нейтронних зірок – вона утворює надто велику нейтронну зірку, яку утримує від негайного колапсу лише швидке обертання. Але обертання уповільнюється через сильні магнітні поля, об’єкт колапсує в чорну дірку, а енергія магнітних полів вивільняється у вигляді FRB.
У 2022 році астрономи за допомогою телескопа CHIME виявили FRB, який був зафіксований як одинична подія, але насправді складався з дев’яти окремих сплесків, що повторювалися приблизно кожні 215 мс, а його джерело знаходилося приблизно поблизу поверхні магнетара. За однією з версій, зірка оберталася повільно, а подія була породжена вібраціями її кори, тобто «зіркотрусом». Вчені токійського університету вирішили порівняти статистику FRB із даними про землетруси та сонячні спалахи, щоб встановити можливі подібності. Для цього було вивчено 7000 сигналів від трьох джерел повторюваних FRB, щоб врахувати кореляцію між іншими подібними подіями – той же підхід був використаний при встановленні кореляції за часом та енергії землетрусів та сонячних спалахів для подальшого аналізу всіх трьох явищ.
Як з’ясувалося, між FRB та землетрусами справді є деякі подібності. Зокрема, ймовірність афтершоку після одиночної події становить від 10 до 50%. Частота афтершок залишається постійною величиною, навіть якщо активність FRB і землетрусу істотно змінюється – при цьому кореляція між енергіями основного поштовху й афтершок відсутня. Дослідники планують і надалі аналізувати нові дані FRB, але вже отримані ними результати вказують, що нейтронні зірки можуть мати тверду кору, схилу до «зіркотрусів», при яких виділяється величезна кількість енергії у вигляді FRB.
Астрономи кажуть, що їхній проєкт допоможе більше дізнатися як про землетруси, хоча умови на далеких надщільних зірках і кардинально відрізняються від земних; так і про матерію дуже високої щільності, а також про фундаментальні закони ядерної фізики.