Odkryto 14 tajemniczych obiektów we Wszechświecie

W nowej analizie mapy nieba promieniowania gamma - promieniowania elektromagnetycznego o najwyższej energii we Wszechświecie - zespół astrofizyków ustalił, że miejsca jego emisji są zgodne z tym, czego spodziewalibyśmy się po gwiazdach zbudowanych z antymaterii. Gdyby to odkrycie zostało potwierdzone, mogłoby oznaczać przełom w nauce. Dzięki temu można by rozwiązać jednej z największych tajemnic Wszechświata, jaką jest brak antymaterii.

Każda cząstka materii, która składa się na to, co widzimy wokół nas - jak elektrony i kwarki - ma swój odpowiednik o identycznych cechach, z wyjątkiem jednej rzeczy: przeciwnego ładunku. To właśnie antycząstka. Uważa się, że cząstki i antycząstki zostały wyprodukowane w równych ilościach na początku istnienia Wszechświata.

Kiedy cząstka i jej antycząstka zderzają się ze sobą, anihilują w wyniku emisji promieniowania gamma, co sugeruje, że nadal powinny istnieć w równych ilościach, ale z jakiegoś powodu wykryto jedynie śladowe ilości antymaterii.

Na pokładzie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS) działa eksperyment Alpha Magnetic Spectrometer (AMS-02), w ramach którego kilka lat temu dokonano wstępnej detekcji antyhelu. Jeżeli zostałoby to potwierdzone, oznaczałoby, że w naszym sąsiedztwie było wystarczająco dużo antycząstek, by połączyć się w całe atomy. Ale gdzie dokładnie? Według zespołu astronomów kierowanego przez Simona Dupourqué z Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie we Francji, być może antyhel ukrywa się w postaci antygwiazd w Drodze Mlecznej.

Ponieważ antygwiazdy zachowywałyby się podobnie do zwykłych gwiazd, byłyby dość trudne do wykrycia - chyba, że zwykła materia, taka jak pył międzygwiezdny, akreowałaby na powierzchni gwiazdy, gdzie zostałaby unicestwiona przez antymaterię gwiazdy. To z kolei oznaczałoby powstanie nadmiaru promieniowania gamma o określonych energiach, które teoretycznie moglibyśmy wykryć.

Nie udało nam się wykryć sygnatury anihilacji promieniowania gamma w mikrofalowym promieniowaniu tła (promieniowaniu pozostałym po Wielkim Wybuchu), ani w badaniach promieniowania gamma w Drodze Mlecznej. W swoich badaniach Dupourqué i jego zespół skupili się na 10 latach danych z Kosmicznego Teleskopu Promieniowania Gamma Fermiego, badając dokładnie 5787 źródeł promieniowania gamma w poszukiwaniu oznak tego, co może być anihilacją materii i antymaterii.

Poszukiwano w szczególności sygnatur promieniowania gamma zgodnych z anihilacją par proton-antyproton, jak również geometrii samego źródła przypominającej punkt, czyli wyglądającej jak gwiazda. Spośród 5787 źródeł, tylko 14 uznano za kandydatów na antygwiazdy.

Nie ma żadnej pewności, że tych 14 obiektów to antygwiazdy; z łatwością mogą się one okazać znanymi źródłami promieniowania gamma, takimi jak pulsary czy czarne dziury. Dają nam one jednak punkt wyjścia do oszacowania liczby antygwiazd, które mogą ukrywać się w Drodze Mlecznej.

Symulując procesy akrecji antygwiazd i zakładając, że mają one podobne właściwości do normalnych gwiazd, zespół naukowców wyznaczył górną granicę tej liczby. W dysku Drogi Mlecznej tylko 2,5 gwiazd na milion może być antygwiazdami. Poza dyskiem Drogi Mlecznej, w galaktycznym halo, sytuacja może być zupełnie inna. Jest tam znacznie mniej materiału, który mógłby zbierać się na potencjalnych antygwiazdach.

Z obliczeń uczonych wynika, że jest mało prawdopodobne, aby w bezpośrednim sąsiedztwie Układu Słonecznego znajdowały się jakiekolwiek antygwiazdy. Oznacza to, że źródłem antyhelu byłoby raczej halo tych obiektów.