На гамма карте неба — электромагнитного излучения высочайшей энергии, протекающего через нашу Вселенную — 14 объектов скрывают большой секрет.
В новом анализе свойств этого излучения группа астрофизиков определила, что оно согласуется с тем, что мы ожидаем от звезд из антиматерии — гипотетических объектов, известных как антизвезды.
Если данные будут подтверждены — это могло бы помочь разрешить одну из самых больших загадок во Вселенной, а именно – куда пропала вся антиматерия. Но есть еще несколько вещей, которыми могли бы быть эти 14 объектов.
Каждая частица материи, из которой состоит материал, который мы видим вокруг нас, например электроны и кварки, имеет аналог с идентичными характеристиками, за исключением одного: противоположного заряда. Считается, что частицы и античастицы существовали в равных количествах в начале Вселенной.
Когда частица и ее античастица сталкиваются, они аннигилируют друг друга во всплеске гамма-излучения, что говорит о том, что они все еще должны существовать в равных количествах (или вообще ничего не существует, радостная мысль), но по какой-то причине только следовые количества антивещества обнаружены.
Мы вроде как привыкли к идее, что практически ничего из «первоначального» антивещества не осталось во Вселенной. Физики разработали модели и объяснения, основанные на этом предположении.
Затем был проведен эксперимент с альфа-магнитным спектрометром (AMS-02) на борту Международной космической станции. Несколько лет назад было сделано предварительное обнаружение антигелия — открытие, означающее, что достаточно фундаментальных античастиц могло сгруппироваться в целые атомы антивещества.
Но где ее искать? По мнению группы астрономов во главе с Симоном Дюпурке из Института исследований астрофизики и планетологии во Франции, возможно, антиматерия скрывается в форме антизвезд в Млечном Пути.
Поскольку антизвезды будут вести себя почти так же, как обычные звезды, их будет довольно сложно обнаружить — если только нормальная материя, такая как межзвездная пыль, не попадет на поверхность звезды, где она будет аннигилирована антивеществом звезды.
В свою очередь, это приведет к избытку гамма-лучей при определенных энергиях, которые теоретически мы могли бы обнаружить.
Мы не обнаружили сигнатуру аннигиляционного гамма-излучения в космическом микроволновом фоне (это излучение, оставшееся после Большого Взрыва) или в гамма-обзорах Млечного Пути. Для своего исследования Дюпурке и его команда сосредоточились на 10-летних данных космического гамма-телескопа Ферми, внимательно изучив 5787 источников гамма-излучения в нем, чтобы найти признаки того, что может быть аннигиляцией материи и антиматерии.
Они специально искали сигнатуры гамма-излучения, соответствующие аннигиляции протона и антипротона, а также точечную геометрию в самом источнике, то есть он должен быть похож на звезду. Из 5787 источников только 14 можно считать кандидатами в антизвезды.
Маловероятно, что эти 14 объектов являются антистарами; они легко могут оказаться известными излучателями гамма-излучения, такими как пульсары или черные дыры. Но они дают нам отправную точку для оценки количества антизвезд, которые могут скрываться в Млечном Пути.
Моделируя процессы аккреции антизвезд и предполагая, что антизвезды обладают свойствами, аналогичными нормальным звездам, команда вывела верхний предел для этого числа. В диске Млечного Пути только 2,5 звезды из миллиона могут быть антизвездами.
Вне диска Млечного Пути, в галактическом гало, все может быть совсем по-другому. Пространство над и под диском гораздо чище от газа и пыли, а это значит, что на любые потенциальные антизвезды попадает меньше материи.
Без аккреции нормальной материи эти антизвезды не испускали бы избыток гамма-излучения, и им было бы легче уклоняться от обнаружения в гамма-обзорах; на самом деле, они могли скрываться там с самого Большого Взрыва.
По расчетам команды, маловероятно, что в непосредственной близости от Солнечной системы есть какие-либо антизвезды. Это означает, что источником антигелия, скорее всего, будет популяция гало-антизвезд.
Вы также могли заметить, что 2,5 из 1 миллиона звезд — это даже не равные пропорции антиматерии и материи, поэтому открытие звезд из антивещества не решит проблему пропавшей антиматерии.
Продолжение наблюдений за 14 кандидатами поможет определить, являются ли они антизвездами или чем-то более обычным, например, пульсаром или черной дырой.
Исследование опубликовано в Physical Review D.
Супермассивная черная дыра, 300 миллионов легких лет, на расстоянии астрофизиков в тупике. -> Это само…
Попытка понять сложность мозга немного похожа на попытку понять обширность пространства-она выходит далеко за рамки…
Ученые, пытающиеся обнаружить неуловимую массу нейтрино, крошечные «призрачные частицы», которые могли бы решить некоторые из…
Новые наблюдения показали, что мы ошибались по поводу продолжительности дня на Уране. Это на 28…
1 апреля 2025 года тайваньский производитель TSMC представил наиболее продвинутую в мире микрочип: 2 нанометра…
Контейнер с маслом и водой, разделенный тонкой кожей намагниченных частиц, заинтриговал команду химических инженеров, принимая…