Fast Radio Bursts (FRB) hanno affascinato gli astronomi da quando il primo è stato rilevato nel 2007. Questo evento è stato chiamato "Lorimer Burst" in onore del suo scopritore, Duncan Lorimer della West Virginia University. In radioastronomia, questo fenomeno si riferisce a impulsi radio transitori provenienti da lontane fonti cosmologiche, che in genere durano alcuni millisecondi.
Oltre due dozzine di eventi sono stati scoperti dal 2007 e gli scienziati non sono ancora sicuri di cosa li causi, anche se le teorie spaziano dalle stelle che esplodono e dai buchi neri alle pulsar e alle magnetar. Tuttavia, secondo un nuovo studio condotto da un team di astronomi cinesi, i FRB potrebbero essere collegati a croste che si formano attorno a "stelle strane". Secondo un modello che hanno creato, è il crollo di queste croste che porta a esplosioni ad alta energia che possono essere viste a distanza di anni luce.
Lo studio, intitolato "Fast Radio Bursts from the collapse of Strange Star Crusts", è recentemente apparso su Il Diario astrofisico. Il team era guidato da Yue Zhang della School of Astronomy and Space Science (SASC) dell'Università di Nanchino e comprendeva Jin-Jun Geng e Yong-Feng Huang - un postdoc e professore del SASC e il Key Laboratory of Modern Astronomy and Astrophysics ( anche all'università di Nanchino), rispettivamente.
Come affermano nel loro studio, tutti i precedenti tentativi di spiegare gli FRB non sono stati in grado di risolvere da dove provengano questi strani fenomeni. Inoltre, finora non sono state rilevate controparti in altre bande d'onda per FRB che non si ripetono e la ricerca sulle loro origini è stata confusa dallo studio della ripetizione di FRB. Ciò è dovuto al fatto che i primi sono spesso attribuiti a eventi catastrofici, che non sono in grado di ripetere.
Nel caso degli FRB, questi eventi catastrofici includono "bagliori giganti magnetar, il collasso di stelle di neutroni rotanti supramassive magnetizzate, fusioni binarie di stelle di neutroni, fusioni binarie di nani bianchi, collisioni tra stelle di neutroni e asteroidi / comete, collisioni tra stelle di neutroni e bianche nani ed evaporazione dei buchi neri primordiali. "
In alternativa, nel caso dei FRB a ripetizione, vari modelli suggeriscono che questi potrebbero essere causati da "pulsar altamente magnetizzate che viaggiano attraverso cinture di asteroidi, trasferimento di massa binaria nana bianco-stella di neutroni e terremoti di pulsar". Per motivi di studio, il team ha proposto un nuovo modello in base al quale l'accumulo e il collasso della materia su alcuni tipi di stelle di neutroni (alias "strane stelle") potrebbero spiegare il comportamento degli FRB. Come spiegano:
“È stato ipotizzato che la strana materia quark (MQ), una sorta di materiale denso composto da un numero approssimativamente uguale di quark up, down e strani, possa avere un'energia per barione inferiore rispetto alla normale materia nucleare (come 56 Fe), quindi che potrebbe essere il vero stato fondamentale della materia adronica. Se questa ipotesi è corretta, le stelle di neutroni (NS) possono effettivamente essere "strane stelle" ”.
Secondo questo modello, strane stelle costruiscono nel tempo uno strato di materia adronica (alias "normale") sulla loro superficie. Man mano che queste stelle della MQ accrescono la materia dal loro ambiente, le loro croste diventano sempre più pesanti. Alla fine, questo porta alla crosta a collassare, lasciando una strana stella calda e nuda che diventa una potente fonte di elettroni e coppie di positroni.
Queste coppie verrebbero quindi rilasciate insieme a grandi quantità di energia magnetica in un arco di tempo molto breve. Il team ha inoltre ipotizzato che durante un collasso, una frazione di energia magnetica sarebbe stata trasferita nella regione del cappuccio polare delle stelle SQM, dove viene rilasciata l'energia del campo magnetico. Ciò provocherebbe l'accelerazione di elettroni e positroni a velocità ultra-relativistiche, che si espandono quindi lungo le linee del campo magnetico per formare un guscio.
Oltre una certa distanza dalla stella, verrà prodotta un'emissione coerente nelle bande radio, dando vita a un evento FRB. Inoltre teorizzano che questo stesso fenomeno potrebbe far sorgere la ripetizione di FRB. Una possibilità è che la crosta di una stella MQ possa essere ricostruita nel tempo, consentendo così eventi ripetuti. Un secondo è che solo piccole sezioni di crosta collassano in un dato momento, dando luogo a eventi ripetuti.
Concludendo, saranno necessari ulteriori studi prima di poter dire questo in entrambi i modi:
A causa di questo lungo calendario di ricostruzione, nel nostro scenario non è probabile che si verifichino più eventi FRB della stessa fonte. Il nostro modello è quindi più adatto per spiegare i FRB non ripetitivi ... Tuttavia, dovremmo anche notare che durante il processo di collasso, se solo una piccola porzione (nella regione del cappuccio polare) della crosta cade sul nucleo MQ mentre l'altra parte della crosta rimane stabile, quindi il tempo ricostruito per la crosta può essere notevolmente ridotto e sarebbe ancora possibile ripetere FRB.
Un'altra cosa che sostengono richiederà ulteriori indagini è se il crollo della crosta di una strana stella possa provocare radiazioni elettromagnetiche diverse dalle onde radio. Allo stato attuale, qualsiasi emissione nelle bande di raggi X e gamma sarebbe troppo debole per essere rilevata dagli attuali rilevatori. Per questi motivi, sono necessarie ulteriori indagini sulle fonti FRB con strumenti più sensibili.
Questi includono il telescopio canadese Hydrogen Intensity Mapping Experiment (CHIME) - situato a Penticton, nella Columbia Britannica - e il Square Kilometer Array (SQA) attualmente in costruzione in Sudafrica e Australia. Queste strutture, ottimizzate per la radioastronomia, dovrebbero rivelare molto di più sugli FRB e su altri misteriosi fenomeni cosmici.
