Investigadores en Japón han encontrado sorprendentes similitudes entre el comportamiento estadístico de las ráfagas de radio rápidas (FRB) repetidas y los terremotos.
Los FRB son ráfagas breves e intensas de ondas de radio provenientes de fuera de nuestra galaxia. Aunque estas explosiones suelen durar unos pocos milisegundos, los astrónomos también han encontrado explosiones mil veces más corto.
Los FRB se dividen en términos generales en dos categorías: fuentes de FRB repetidas y FRB “únicas”, que aún no se han repetido. Si todas las fuentes de la FRB se repiten sigue siendo una cuestión abierta.
En su estudio, los astrofísicos Tomonori Totani y Yuya Tsuzuki de la Universidad de Tokio utilizaron un conjunto de datos de 7000 ráfagas de tres fuentes repetidas. Los datos fueron tomados por radioastrónomos utilizando el Arecibo observatorio en Puerto Rico y T esférica de apertura de quinientos metrostelescopio en el suroeste de China.
Una de estas fuentes, FRB20121102A, se encuentra a más de XNUMX millones de años luz de distancia y fue el primer repetidor FRB descubierto.
El dúo descubrió que los tiempos de llegada de las ráfagas de FRB20121102A mostraban un alto grado de correlación, llegando muchas más ráfagas con un segundo de diferencia de lo que se esperaría si la generación de ráfagas fuera completamente aleatoria. Esta correlación se desvaneció en escalas de tiempo más largas, con ráfagas separadas por más de un segundo que llegaban completamente al azar.
Dibujaron similitudes con este comportamiento con la forma en que los terremotos producen réplicas secundarias en las horas o días posteriores a un temblor, pero luego se vuelven completamente impredecibles una vez que pasa un episodio de réplicas.
Además, descubrieron que la tasa de estas “réplicas” de FRB sigue la misma ley de Omori-Utsu que caracteriza la aparición de réplicas de terremotos en la Tierra. La ley establece que poco después de un gran terremoto, la tasa de réplicas permanece constante durante un breve período de minutos a horas, después del cual la tasa de réplicas cae, decayendo aproximadamente en el inverso del tiempo transcurrido desde el terremoto principal.
Descubrieron que cada explosión tenía entre un 10 y un 50% de posibilidades de producir una réplica, dependiendo de su fuente. Esta probabilidad se mantuvo constante, incluso cuando la actividad de FRB aumentó repentinamente en un episodio determinado. Los terremotos muestran comportamientos similares: sus tasas de réplicas se mantienen constantes incluso si la actividad sísmica general cambia dentro de una región.
Sin embargo, existe una diferencia importante entre los FRB y los terremotos. Si bien las réplicas de un terremoto tienden a ser sistemáticamente más débiles que el shock principal, los FRB correlacionados en el tiempo tienen energías completamente no correlacionadas. Esto significa que para los FRB esencialmente no existe diferencia entre un “preshock” y una “réplica”, porque el shock principal no se destaca.
En una galaxia muy, muy lejana
Totani señala, sin embargo, que esto podría deberse al rango dinámico limitado de los datos de los FRB en comparación con los terremotos: la mayoría de los FRB son muy débiles y están sólo ligeramente por encima del límite de detección.
De las muchas teorías que explican el origen de las FRB, las magnetares (estrellas de neutrones con campos magnéticos excepcionalmente fuertes) se han convertido en una opción líder.
Esto se debe a que la corteza sólida de las estrellas de neutrones, que rodea un núcleo superfluido, puede liberar repentinamente tensiones acumuladas por terremotos estelares que luego conducen a FRB, al igual que las placas tectónicas producen terremotos a medida que se desplazan alrededor del manto líquido de la Tierra. Por eso, "era bastante natural comparar los FRB repetidores y los terremotos", dijo Totani. Mundo de la física.
Los astrónomos anuncian la llegada de las ráfagas de radio rápidas más cortas jamás descubiertas
El trabajo también se suma a hallazgos anteriores de astrónomos en China en 2018 quien demostró que el Ley de terremotos de Gutenberg-Richter podría aplicarse a la distribución de energía de los FRB. La ley expresa una relación para el número total de terremotos esperados por encima de una determinada energía en un tiempo y lugar determinados.
De hecho, si bien los FRB pueden parecer eventos inocuos en comparación con los terremotos, no lo son en absoluto. El FRB más débil jamás detectado todavía libera más de mil millones de veces más energía que la magnitud 9.5 Terremoto de Valdivia de 1960 en Chile: el terremoto más poderoso jamás registrado.
También existen FRB que son otros 10 millones de veces más fuertes, como informaron radioastrónomos australianos. el miércoles cuando descubrieron un FRB que tardó unos ocho mil millones de años en llegar a la Tierra: la explosión más lejana jamás detectada.
Totani ahora planea aplicar modelos matemáticos de estudios de terremotos a datos de FRB, con la esperanza de obtener pistas sobre las propiedades de la materia nuclear en las estrellas de neutrones.
La investigación se describe en Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society.
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- Fuente: https://physicsworld.com/a/surprising-link-discovered-between-fast-radio-bursts-and-earthquakes/
