Hvězdotřesení: Rychlé rádiové záblesky mají následné otřesy jako zemětřesení ve vesmíru

Objevily se nové důkazy, že záhadné záblesky rádiového světla, které se rozléhají vesmírem, jsou způsobeny mohutným chvěním mrtvých hvězd. Analýza tisíců záblesků ze tří opakujících se zdrojů rychlých rádiových záblesků odhalila podobnost, nikoli se slunečními erupcemi, jak se předpokládalo, ale se zemětřeseními.

Podle astronomů Tomonoriho Totaniho a Yuya Tsuzukiho z Tokijské univerzity tato podobnost podporuje domněnku, že zdrojem těchto kolosálních výbuchů je hvězdotřesení. „Teoreticky se uvažovalo o tom, že by na povrchu magnetaru mohlo dojít k hvězdotřesení, tedy k uvolnění energie podobnému zemětřesení na Zemi,“ vysvětluje Totani.

„Nedávné pokroky v pozorování vedly k detekci dalších tisíců FRB, takže jsme využili příležitosti porovnat nyní dostupné rozsáhlé statistické soubory dat o FRB s údaji o zemětřeseních a slunečních erupcích, abychom prozkoumali možné podobnosti.“

Rychlé rádiové záblesky jsou jednou z fascinujících záhad vesmíru. Jak název napovídá, jedná se o náhlé uvolnění šíleně silných rádiových vln, ale trvají pouhé milisekundy. Za tu dobu vydají tolik energie jako 500 milionů Sluncí. Většina z nich vzplane jen jednou, což je činí nepředvídatelnými a obtížně studovatelnými.

V posledních letech jsme dosáhli několika významných objevů. Několik zdrojů rychlých rádiových záblesků se opakuje, což astronomům umožňuje sledovat je a analyzovat signály, které chrlí. A v roce 2020 byl poprvé nalezen rychlý rádiový záblesk vycházející z nitra Mléčné dráhy, což znamená, že astronomové jej mohli vystopovat až k samotné hvězdě, která jej vysílala.

Tou hvězdou byl magnetar, typ neutronové hvězdy. Zhroucené jádro, které zůstalo po výbuchu masivní hvězdy. Magnetary však mají mnohem silnější magnetické pole než běžné neutronové hvězdy, ve skutečnosti jsou to nejsilnější známé magnetické objekty ve vesmíru.

To nabízí vysvětlení těchto kolosálních erupcí. Magnetické pole je tak silné, že deformuje tvar magnetaru a působí na něj přitažlivou silou směrem ven. Hustota zhrouceného hvězdného jádra mezitím způsobuje silnou gravitační přitažlivost směrem dovnitř.

Napětí mezi těmito dvěma protichůdnými silami způsobí, že magnetar praskne a začne se třást, přičemž se uvolní silné záblesky a možná i velké množství elektromagnetické energie v podobě rádiových vln, rychlých rádiových záblesků.

Totani a Tsuzuki se domnívali, že statistická analýza vzorce opakujících se rychlých rádiových zdrojů by mohla přinést určitá vodítka, ale ne taková, jaká byla provedena dříve. Místo toho, aby se soustředili pouze na dobu čekání mezi jednotlivými záblesky, zaměřili oba astronomové svou pozornost na dobu a energii emise téměř 7 000 záblesků ze tří zdrojů.

Poté použili stejnou časově-energetickou korelační analýzu na data o zemětřeseních zde na Zemi. A použili ji také k analýze slunečních erupcí, což je další mechanismus, který se navrhuje jako vysvětlení rychlých rádiových záblesků. „Výsledky ukazují pozoruhodné podobnosti mezi FRB a zemětřesením,“ říká Totani.

„Za prvé, pravděpodobnost výskytu následného otřesu u jedné události je 10-50 %, za druhé, míra výskytu následného otřesu klesá s časem jako mocnina času, za třetí, míra výskytu následného otřesu je vždy konstantní, i když se aktivita FRB-zemětřesení (střední míra) výrazně mění, a za čtvrté, neexistuje žádná korelace mezi energiemi hlavního otřesu a jeho následného otřesu.“

Mezitím nebyla zjištěna žádná nápadná podobnost se slunečními erupcemi. To naznačuje, že přinejmenším pro tyto tři zdroje rychlých rádiových záblesků je model hvězdotřesení věrohodný.

Pro jiné zdroje by mohla existovat jiná vysvětlení, takže záblesky si stále zachovávají jistou záhadnost, ale tato zjištění znamenají, že tyto konkrétní záblesky by mohly být studovány za účelem pochopení hvězdotřesení obecně a magnetarů a neutronových hvězd zvláště.

„Studiem hvězdotřesení na vzdálených ultrahustých hvězdách, které jsou zcela odlišným prostředím než Země, můžeme získat nové poznatky o zemětřeseních,“ říká Totani.

„Vnitřek neutronové hvězdy je nejhustším místem ve vesmíru, srovnatelným s vnitřkem atomového jádra. Hvězdotřesení v neutronových hvězdách nám otevřelo možnost získat nové poznatky o hmotě s velmi vysokou hustotou a o základních zákonech jaderné fyziky.“

Autor: Lukáš Drahozal

Zdroj: academic.oup.com, u-tokyo.ac.jp