Гамма-телескоп Ферми ищет антивещество в антизвездах

Что, если некоторая часть антивещества, которая, как считалось, исчезла, пряталась вокруг нас в форме антизвезд? Исследователи из Института исследований в области астрофизики и планетологии (IRAP — CNRS / CNES / UT3 Paul Sabatier) используют космический гамма-телескоп Ферми, чтобы наложить самые жесткие ограничения на эту гипотезу. Результаты их работы были опубликованы 20 апреля 2021 года в Physical Review D.

Кандидаты в антизвезды
Иллюстрация: Положение в небе разных кандидатов из каталога Ферми. На карте фона показана минимальная яркость антизвезды для наблюдения Ферми. Чистые части представляют те части неба, где наблюдения наиболее легки.

Что такое антивещество?

Антивещество, которое часто ассоциируется с миром научной фантастики, действительно существует. Наблюдается в физических лабораториях и в космосе. Это состояние симметрично известной нам материи. Известные на сегодняшний день законы физики говорят нам, что Вселенная должна содержать равное количество вещества и антивещества. Однако сегодня антивещество наблюдается только на уровне следов, и исследования показывают, что весь космос скорее всего лишен его. В настоящее время это считается одной из величайших загадок Вселенной.

Тем не менее, недавно установленный на борту Международной космической станции детектор частиц AMS, похоже, указывает на то, что вокруг нас может быть больше антиматерии, чем мы думали. Она может скрываться в окрестностях Солнечной системы в виде маловероятных объектов: звезд из антивещества или антизвезд. Существование таких объектов имело бы серьезные последствия для нашего представления о Вселенной. Но как проверить эту гипотезу?

Сколько антизвезд окружает нас?

Известно, что при столкновении антивещества с веществом образуются гамма-лучи, наиболее энергичная форма излучения. Вот почему в статье, опубликованной в Physical Review D, исследователи IRAP использовали данные за десять лет, полученные с космического гамма-телескопа Ферми, для оценки максимального числа антизвезд в нашей Галактике. Они смогли выделить в каталоге источников гамма-излучения, найденного Ферми, четырнадцать кандидатов, чьи эмиссионные свойства сопоставимы с ожидаемыми для антизвезд. Однако природа этих источников все еще не ясна. Гораздо более вероятно, что это на самом деле другие типы хорошо зарекомендовавших себя излучателей гамма-излучения, такие как пульсары или черные дыры.

Затем команда IRAP оценила максимальное количество антизвезд, которые могут существовать в нашей Галактике, получив самые сильные ограничения из когда-либо существовавших. Представив себе, что они распределены как обычные звезды, в основном в галактическом диске, они смогли установить, что на каждые 300 тысяч обычных звезд приходится не более одной антизвезды. Тем не менее, они также показали, что старые антизвезды, происхождение которых восходит к истокам Вселенной, могут легче спрятаться от гамма-телескопов в гало вокруг Галактики.

Читайте, как Хаббл наблюдает рост гигантской планеты возле оранжевого карлика

Читайте обзоры:

-->