В Млечном Пути могут скрываться 14 объектов из антиматерии

На карте гамма-неба - электромагнитного излучения высочайшей энергии, протекающего через нашу Вселенную - 14 объектов могут скрывать большой секрет.

В новом анализе свойств этого излучения группа астрофизиков определила, что оно согласуется с тем, что мы ожидаем от звезд из антивещества - гипотетических объектов, известных как антизвезды.

Если бы это было правдой, это было бы абсолютно невероятно - это могло бы помочь разрешить одну из самых больших загадок во Вселенной, а именно - все пропавшее антивещество. 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 были произведены в равных количествах в начале Вселенной.

Когда частица и ее античастица сталкиваются, они аннигилируют друг друга во всплеске гамма-излучения, что предполагает, что они все еще должны существовать в равных количествах (или ее вообще не существует), но по какой-то причине только следовые количества антивещества не обнаружены.

Мы вроде как привыкли к идее, что практически ни одно из "первоначального" антивещества не остается 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, которое, если оно будет подтверждено, означает, что достаточно фундаментальных античастиц могло остаться, чтобы сгруппироваться в целые атомы антивещества.

Но где? По мнению группы астрономов во главе с Симоном Дюпурке из Института исследований астрофизики и планетологии во Франции, возможно, он скрывается в форме антизвезд в Млечном Пути.

Поскольку антизвезды будут вести себя почти так же, как обычные звезды, их будет довольно трудно обнаружить - если только нормальная материя, такая как межзвездная пыль, не аккрецирует на поверхности звезды, где она будет аннигилирована антивеществом звезды.

В свою очередь, это приведет к избытку гамма-излучения 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 гамма-обзоров 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 антивещества.

Они специально искали сигнатуры гамма-излучения, соответствующие аннигиляции протона и антипротона, а также точечную геометрию в самом источнике, то есть он похож на звезду. Из 5787 источников только 14 можно считать кандидатами на антизвезды.

Маловероятно, что эти 14 объектов являются антизвездами; 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 они 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 могло быть совсем по-другому. Пространство над и под диском гораздо более пусто от газа и пыли, а это значит, что на любые потенциальные антизвезды накапливают меньше материала.

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 с самого начала Вселенной.

По расчетам команды, маловероятно, что в непосредственной близости от Солнечной системы есть какие-либо антизвезды. Это означает, что источником антигелия, скорее всего, будет популяция этих гало-антизвезд.

Вы также могли заметить, что 2,5 из 1 миллиона звезд - это даже не равные пропорции антивещества и материи, поэтому открытие звезд из антивещества не решит проблему пропавшего антивещества.

Фактически, это, вероятно, поднимет немаловажный вопрос о том, как сгустки антивещества смогли выжить, будучи окруженными материалом, который уничтожит их во вспышке света.

Работа команды направлена ​​на установление новых, более жестких ограничений на количество антизвезд, которые могут быть там, чтобы будущая работа имела лучшую основу для работы, пытаясь понять, где и как античастицы могут быть найдены в галактике Млечный Путь.

И продолжение наблюдения за этими 14 кандидатами поможет определить, являются ли они антизвездами или чем-то более приземленным, например, пульсаром или черной дырой.