Det mesta av antimaterialet som fyller utrymmet i vår Vintergalax kan vara resterna av döda stjärnor, säger ny forskning. Enligt forskare kan deras arbete lösa astrofysikens mysterium, som har funnits i mer än 40 år.
Varje partikel av vanlig materia har en antipode-antimateria, som har samma massa, men som samtidigt har en motsatt laddning. Exempelvis kommer antikropparna hos en negativt laddad elektron att vara en positivt laddad positron. När partiklar och antikroppar kolliderar, leder det till deras förstörelse (förintelse) och en kraftfull frigörelse av energi. Endast ett gram antimateria, som kolliderar med ett gram vanligt ämne, kan orsaka en explosion, där nivån på energiutsläpp kommer att vara dubbelt så hög som i explosionen av en bomb som tappades på Hiroshima.
För mer än 40 år sedan bestämde forskare först att gammastrålar som släpptes ut under positron förintelse släpps i det ögonblicket i alla riktningar av galaxen. Baserat på denna upptäckt har det föreslagits att 10 ^ 43 positroner (1 följt av 43 nollor) förintar varje sekund inom Vintergatan. Samma studie indikerade att närvaron av de flesta av dessa positroner bestämdes i den galaktiska mitten (centralstången) och inte i själva den galaktiska skivan, trots att själva stången innehåller mindre än hälften av mjölkvägens hela massa.
Det har antagits att källan till utsläpp av dessa positroner är radioaktivt material syntetiserat av stjärnorna. Under de kommande decennierna kunde forskarna emellertid aldrig fastställa vilken typ av stjärnor som kan generera en sådan mängd antimateria. Senare gjordes ytterligare ett antagande: utstötningen av positroner kan skapas av sällsynta källor, såsom supermassiva svarta hål som finns i de flesta galaktiska centra, liksom partiklar av mörkt material som förintar varandra.
”Källan till dessa positroner är ett mysterium med mer än 40 års historia. Men för att förklara positroner behöver du inga exotiska element som mörk materia, säger huvudförfattaren till den nya studien, australiensiska universitets astrofysiker Roland Crocker.
Enligt hans åsikt kan denna källa vara supernovaer - katastrofala explosioner av stjärnor som kan generera ett stort antal positroner. Detta, enligt forskaren, bekräftas av det faktum där dessa positroner oftast hittades.
Crocker fokuserade på supernovaer som liknar föremålet känt som SN 1991bg. Denna typ av objekt är, som det visade sig, vanligare i andra galaxer, men mycket mindre ofta än vanliga supernovaer. Till skillnad från de flesta vanliga supernovaer, som kan förmörka nästan alla andra stjärnor i galaxer, producerar typen av supernova som undersöks inte en stor mängd synligt ljus och anses vara mycket sällsynt. Och det är därför, enligt forskaren, att det så sällan hittades i Vintergatan.
Tidigare studier har antytt att en liknande typ av svag supernova kan visas när två vita dvärgar slås samman. De senare har en mycket hög täthet och representerar kärnorna i döda stjärnor (jordens storlek) kvar efter att stjärnorna helt har tömt sitt termonukleära bränsle och har tappat sina yttre lager. De flesta stjärnor, inklusive vår sol, kommer en dag att bli vita dvärgar.
Kampanjvideo:
Återvända till supernovaer av typen SN 1991bg, bör det noteras att de förekommer specifikt när två vita dvärgar med låg massa kolliderar, en av dem rik på kol och syre, och den andra med helium. Trots att den är sällsynt bland supernovaer kan denna art generera enorma volymer av en radioaktiv isotop som kallas titanium-44. Och det är han som singlar ut de positroner som har upptäckts av astronomer i hela Vintergatan.
I en tid då majoriteten av supernovaer är födda från unga och massiva stjärnor, finns objekt som SN 1991bg oftast i regioner där äldre stjärnor mellan 3 och 6 miljarder år gamla råder. Denna åldersskillnad kan förklara varför de tidigare upptäckta positronerna observerades huvudsakligen i Mjölkvägets centrala bar, som innehåller ett stort antal gamla stjärnor, än i den yttre galaktiska skivan.
Crocker noterar också här att andra källor kan vara ansvariga för uppkomsten av en viss mängd positroner.
”Även om detta inte är nödvändigt, med tanke på att föremål av typen SN1991bg självständigt kan förklara positrons hela fenomenologi. Nya bevis tyder på att positonkällan är tätt bunden till galaxens centrum. I vår modell förklaras detta av att gamla stjärnor mestadels är spridda inom en radie av 200 parsecs (cirka 650 ljusår) runt det galaktiska mitten i form av ett supermassivt svart hål. Ändå skulle det vara mycket intressant att betrakta det svarta hålet i sig som en ytterligare källa,”avslutar Crocker.
NIKOLAY KHIZHNYAK
