来自遥远中子星的快速射电爆发类似于地震而不是太阳耀斑

快速射电暴(FRB)是一个天文学之谜，其确切原因和起源尚未得到证实。这些强烈的射电能量爆发是人眼看不见的，但在射电望远镜上却很明亮。

先前的研究已经注意到重复快速射电暴的能量分布与地震和太阳耀斑的能量分布之间存在广泛的相似性。然而，东京大学的新研究着眼于快速射电暴的时间和能量，发现快速射电暴和太阳耀斑之间存在明显差异，但快速射电暴和地震之间也有一些显着的相似之处。这支持了快速射电暴是由中子星表面“星震”引起的理论。

这一发现可以帮助我们更好地了解地震、高密度物质的行为以及核物理的各个方面。该研究发表在《皇家天文学会月刊》杂志上。

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快速射电爆发是极其强大、明亮的能量爆发，在无线电波上可见。这些爆发于2007年首次被发现，可以传播数十亿光年，但通常只持续千分之一秒。据估计，如果我们能够观测整个天空，每天可能会发生多达10,000次快速射电暴。虽然迄今为止检测到的大多数爆发源似乎都会发出一次性事件，但大约有50个FRB源会重复发射爆发。

快速射电暴的成因尚不清楚，但有人提出了一些想法，包括它们甚至可能是外星起源。然而，目前流行的理论是，至少有一些快速射电暴是由中子星发射的。这些恒星是在超巨星塌陷时形成的，质量从太阳的八倍(平均)变成直径仅20-40公里的超致密核心。磁星是具有极强磁场的中子星，人们已观察到它们会发射快速射电暴。

研究人员分析了快速射电暴和地震事件的时间和能量分布，并通过绘制余震可能性与时滞的函数关系，发现两者非常相似。图片来源：2023T.Totani和Y.Tsuzuki

科学研究生院天文学系的TomonoriTotani教授说：“从理论上讲，磁星表面可能正在经历星震，这是一种类似于地球地震的能量释放。”“最近的观测进展导致检测到了数千个快速射电暴，因此我们借此机会将现有的快速射电暴统计数据集与地震和太阳耀斑的数据进行比较，以探索可能的相似之处。”

到目前为止，快速射电暴的统计分析主要集中在两个连续爆发之间的等待时间分布。然而，Totani和合著者、同一系的研究生YuyaTsuzuki指出，仅计算等待时间分布并没有考虑到其他突发事件中可能存在的相关性。

因此，该团队决定计算二维空间的相关性，分析来自三个不同转发器FRB源的近7,000次爆发的时间和发射能量。然后，他们应用相同的方法检查地震(使用日本的数据)和太阳耀斑(使用日出国际太阳研究任务的记录)的时间-能量相关性，并比较所有三种现象的结果。

户谷和都筑感到惊讶的是，与其他研究相比，他们的分析显示快速射电暴和地震数据之间存在惊人的相似性，但快速射电暴和太阳耀斑之间却存在明显差异。

户谷解释说：“结果显示，FRB和地震在以下方面有显着相似之处：首先，单个事件发生余震的概率为10%至50%;其次，余震发生率随时间推移而降低，为时间;第三，即使FRB地震活动(平均速率)显着变化，余震速率始终恒定;第四，主震与其余震的能量之间不存在相关性。”

这强烈表明中子星表面存在固体地壳，并且这些地壳上突然发生的星震释放出大量的能量，我们将其称为快速射电暴。该团队打算继续分析快速射电暴的新数据，以验证他们发现的相似之处是否具有普遍性。户谷说：“通过研究遥远的超稠密恒星上的星震，这些恒星与地球的环境完全不同，我们可能会对地震有新的认识。”

“中子星的内部是宇宙中密度最大的地方，可与原子核的内部相媲美。中子星中的星震为我们提供了对极高密度物质和宇宙的基本定律获得新见解的可能性。核物理。”