Положение на небе различных кандидатов каталога Ферми. На фоновой карте показана минимальная яркость антизвезды, чтобы ее можно было наблюдать с помощью прибора Fermi. Четкие участки представляют собой участки неба, где наблюдения наиболее просты. Credit: IRAP
Существуют ли антизвезды вокруг нас? Ответ от Гамма-телескопа Ферми.
Что если часть антиматерии, которая, как считалось, исчезла, скрывается вокруг нас в виде антизвезд? Ученые из Института исследований в области астрофизики и планетологии (IRAP — CNRS/CNES/UT3 Paul Sabatier) с помощью гамма-телескопа Fermi устанавливают самые строгие ограничения на эту гипотезу.
Что такое антиматерия? Хотя антивещество часто ассоциируется с миром научной фантастики, оно действительно существует. Его наблюдают в космосе и в физических лабораториях. Оно представляет собой состояние, симметричное известной нам обычной материи. Согласно известным на сегодняшний день законам физики, во Вселенной должно быть равное количество материи и антиматерии. Однако сегодня антивещество обнаруживается лишь на следовом уровне, а исследования показывают, что весь Космос его лишен. В настоящее время это считается одной из величайших загадок Вселенной.
Тем не менее, детектор частиц Alpha Magnetic Spectrometer (AMS), установленный на борту Международной космической станции (МКС), недавно показал, что антивещества вокруг нас может быть больше, чем мы думали. Оно может скрываться в окрестностях нашей Солнечной системы в виде маловероятных объектов: звезд из антивещества, или антизвезд. [1] Существование таких объектов имело бы серьезные последствия для нашего понимания Вселенной, но как проверить эту смелую гипотезу?
Гамма-телескоп Ферми наблюдает за космосом с помощью самой высокоэнергетической формы света, что позволяет заглянуть в самые экстремальные явления Вселенной — от гамма-всплесков и струй черных дыр до пульсаров, остатков сверхновых и происхождения космических лучей. Credit: © Daniëlle Futselaar/MPIfR (artsource.nl)
Известно, что при столкновении антивещества с веществом образуются гамма-лучи — наиболее энергичная форма излучения. Поэтому в работе, опубликованной в журнале Physical Review D, исследователи IRAP использовали десятилетние данные космического гамма-телескопа Fermi для оценки максимального количества антизвезд в нашей Галактике. [2]
Им удалось выделить четырнадцать кандидатов, эмиссионные свойства которых сопоставимы с теми, которые ожидаются для антизвезд в каталоге гамма-источников, найденных Ферми. Однако природа этих источников пока не подтверждена. Гораздо более вероятно, что это действительно пульсары, черные дыры или другие типы хорошо известных гамма-излучателей.
Затем команда IRAP оценила максимальное количество антизвезд, которые могут существовать в нашей Галактике, что позволило получить самые строгие ограничения. Представив, что они распределены подобно обычным звездам, в основном в галактическом диске, они смогли установить, что на каждые 300 000 обычных звезд приходится не более одной антизвезды.
Тем не менее, они также показали, что старые антизвезды, происхождение которых восходит к истокам Вселенной, могут легче скрываться от гамма-телескопов в гало вокруг Галактики.
- «Откуда берутся антигелиевые события AMS-02?» Вивиан Пулен, Пьер Салати, Илиас Чолис, Марк Камионковски и Джозеф Силк, 28 января 2019 г., Physical Review D . DOI: 10.1103/PhysRevD.99.023016
- «Constraints on the antistar fraction in the Solar System neighborhood from the 10-year Fermi Large Area Telescope gamma-ray source catalog» Simon Dupourqué, Luigi Tibaldo and Peter von Ballmoos, 20 апреля 2021 г., Physical Review D . DOI: 10.1103/PhysRevD.103.083016
