Найден источник облака антиматерии в центре млечного пути
Георг Вайденспоинтнер (Georg Weidenspointner) из института внеземной физики Макса Планка (Max-Planck-Institut fur extraterrestrische Physik) совместно с коллегами из Германии, Франции, США, Нидерландов и Италии открыл наиболее вероятный механизм пополнения огромного облака антиматерии, обитающего в центральной части нашей галактики.
Гамма-излучение в линии 511 килоэлектронвольт, идущее из центра нашей галактики, не даёт покоя астрономам вот уже более 30 лет. Данные лучи являются результатом аннигиляции позитронов и электронов.
Но откуда в центре Млечного пути взялось столько антиматерии — до сих пор точно не известно.
Имеется лишь несколько версий. Среди них — взрывы звёзд (часть тяжёлых элементов которых распадается с выбросом позитронов) и распад тёмной материи на позитроны и электроны, которые тут же аннигилируют.
Завесу тайны помог приоткрыть европейский космический гамма-телескоп INTEGRAL (известный, в частности, по изучению замаскированных нейтронных звёзд). Международная группа астрономов провела анализ данных, собранных этим аппаратом за последние четыре года, и открыла любопытную особенность строения Млечного пути.
Во-первых, оказалось, что облако антиматерии не сферическое (как считалось ранее, исходя из менее полных наблюдений), а вытянутое и ассиметричное. Одна его сторона простирается аж вдвое дальше от центра галактики, чем другая.
Это необычно, поскольку, скажем, распределение газа во внутренней части галактики довольно равномерное.
Во-вторых, форма этого облака соответствует распределению «населения» низкомассовых рентгеновских бинарных систем в центральном районе Млечного пути. Эти двойные (обычная звёзда плюс нейтронная, либо чёрная дыра), излучающие жёсткий рентген (и оттого прозванные hard low mass X-ray binaries — hard LMXB), как с удивлением обнаружили Вайденспоинтнер и его коллеги, также распределены неравномерно, причём их «толпа» сдвинута в ту же самую сторону, что и позитронное облако.
Данное совпадение удалось открыть, благодаря тому что INTEGRAL — единственный аппарат, способный одновременно видеть и излучение 511 кэВ, и жёсткий рентген, генерируемый LMXB.
Слева: снимок небесной сферы в рентгене с энергией 511 кэВ (посередине — центр Млечного пути), показывающий распределение антиматерии.
Справа: распределение «населения» бинарных систем hard LMXB в центральной части галактики, полученное по результатам последнего обзора. Налицо явная корелляция (иллюстрации ESA/Integral/MPE, G. Weidenspointner et al.).
Находка свидетельствует (хотя не доказывает однозначно), что именно объекты LMXB и пополняют запасы антиматерии в центре галактики, отвечая тем самым за загадочное излучение 511 кэВ.
Вайденспоинтнер и соавторы данной работы утверждают, что от 50% до 100% антиматерии в центральной области Млечного пути обязано своим происхождением «жёстким» LMXB. В этих парах массивный объект затягивает с поверхности обычной звезды материю, которая, падая на чёрную дыру или нейтронную звезду, нагревается столь сильно, что там возможна самопроизвольная генерация электронно-позитронных пар.
Вторая половина антиматерии, возможно, имеет другой источник. Например, это может быть аналогично падающая по спирали и нагревающаяся материя около огромной центральной чёрной дыры, «обитающей» в самом сердце Млечного пути (некоторые данные о её «кровожадном» поведении вы можете узнать из этого материала).
Также часть позитронов могут поставлять взрывающиеся звёзды.
Таким образом, отпадает необходимость в привлечении к данному «вопросу» распада тёмной материи, заключают авторы исследования. Его результаты, к слову, опубликованы в Nature.
Читайте также о раскрытии парадокса молодёжи в центре нашей галактики.
Вселенная. Как энергия сотворила материю и антиматерию. От атомов до Галактик
