Астрономія
Фізика
Астрономія
Фізика

Космічна гамма-обсерваторія Фермi відшукала 14 кандидатів у зірки з антиматерії

Використовуючи каталог джерел гамма-випромінювання, створений за десять років космічним телескопом Фермi, астрономи виділили серед них 14 кандидатів у зірки, що складаються з антиматерії. Про це вони пишуть у журналі Physical Review D. За оцінками дослідників, на кожні 2,5 мільйони звичайних зірок у галактичному диску може припадати одна зірка з антиматерії.

Розташування можливих антизірок у Чумацькому шляху. IRAP CNRS

Розташування можливих антизірок у Чумацькому шляху. IRAP CNRS

Що відомо про антиматерію?

Дослідники припускають, що під час Великого вибуху утворилася однакова кількість матерії та антиматерії, однак сучасний Всесвіт, здається, містить лише незначну кількість антиматерії. Баріонна антиматерія при контакті з нормальною речовиною анігіліюється та створює гамма-випромінювання з характерним спектром. Таких особливостей не фіксувалося у гамма-променях поблизу Сонячної системи, у Чумацькому Шляху і аж до масштабу скупчень галактик. Тому вважається, що симетричний розподіл матерії та антиматерії у Всесвіті можна виключити.

Однак нещодавно експеримент з магнітним альфа-спектрометром на Міжнародній космічній станції виявив кілька антигелієвих ядер. Один антигелій приходиться приблизно на сто мільйонів атомів гелію. Наразі вдалося зареєструвати вісім антигелієвих подій. Дослідники висунули гіпотезу про існування антизірок і навіть антигалактик, що могло б пояснити спостережуваний потік антигелію.

Яке дослідження провели вчені?

Спостереження за гамма-променями можна використати, щоб шукати гіпотетичні антизірки поблизу. Астрономи звернулися до даних космічної гамма-обсерваторії Фермі, зібрані за десять років роботи. Вони містять 5787 джерел гамма-випромінювання, а також відомості про їхні спектральні параметри, розподіл енергії, зміни блиску і випромінювання інших довжин хвиль, що з ними асоціюється. Серед цих джерел дослідники виключили розширені об’єкти, відомі пульсари та активні ядра галактики, а також джерела, енергія випромінювання яких більша від тієї, що очікується для зірок з антиматерії.

Про що вони дізналися?

У результаті астрономи виявили 14 потенційних кандидатів у антизірки, зіткнення звичайної матерії з якими створює характерні гамма-промені. Науковці також використали ці результати, щоб оцінити властивості гіпотетичних популяцій антизірок у Чумацькому Шляху. Для цього вони вивели параметричну формулу, у якій кількість антизірок залежить від маси найближчих антизірок, їхньої швидкості та середньої густини середовища навколо них. Також вони оцінили можливу кількість таких об’єктів поблизу Сонця. У галактичному диску на кожні 2,5 мільйони зірок може припадати одна антизірка, а у гало — одна на кожні 16 тисяч за умови, що її маса становить близько десяти сонячних.

Хоча одна антизірка поблизу Сонячної системи може бути джерелом зафіксованого антигелію, результати команди демонструють, що область діаметром один парсек навколо Сонячної системи не повинна мати антизірок, а якщо вважати, що антизірки мають ті ж самі властивості, що і звичайна зоряна популяція, зосереджена в галактичному диску, то ця область може мати розмір у сто парсек.

У наступних дослідженнях астрономи збираються проаналізувати можливі механізми утворення викидів антигелію з антизірок.