Астрономы подсчитали, сколько звезд Галактики состоят из антиматерии

МОСКВА, 21 апр — РИА Новости. Французские астрофизики на основе анализа данных космического гамма-телескопа Fermi вычислили верхний предел количества антизвезд — звезд, состоящих из антивещества, которые могут существовать в Млечном Пути, и наметили среди источников гамма-излучения 14 кандидатов в антизвезды. Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Review D.

По современным представлениям, в первые мгновения после Большого взрыва образовались вещество и антивещество, которые аннигилировали, породив реликтовое космическое излучение. Но изначально вещества во Вселенной оказалось на одну миллиардную долю больше, чем антивещества. После взаимной аннигиляции вещества и антивещества эта миллиардная доля осталась, и из нее сложена вся материальная часть Вселенной.

Однако среди ученых существует мнение, что во Вселенной со времен ее образования могли сохраниться непроаннигилировавшие сгустки антивещества. Более того, чисто теоретически, за миллиарды лет эти сгустки антивещества могли собраться вместе, образовав антизвезды, а возможно, и антигалактики.

Первым свидетельством того, что некое оригинальное антивещество сохранилось, стало обнаружение в 2018 году магнитным альфа-спектрометром AMS-02, установленным на борту МКС, среди миллиардов ядер гелия космических лучей нескольких ядер антигелия. Кроме того, спутниковые эксперименты показали наличие в первичных космических лучах антипротонов, составляющих менее одного процента от общего количества частиц.

Исследователи из Института исследований астрофизики и планетологии (IRAP) Тулузского университета во главе с Симоном Дюпурке (Simon Dupourqué) предложили использовать для поиска антизвезд гамма-лучи, которые могут образоваться в том числе, когда обычное межзвездное вещество падает на поверхности антизвезды, а частицы и античастицы сталкиваются и аннигилируют.

Гамма-лучи образуются и при других астрофизических явлениях, таких как пульсары, квазары или гамма-всплески, но каждый из этих источников обладает своим характерным спектром. Поэтому среди 5787 источников гамма-излучения, собранных за 10 лет наблюдений космического гамма-телескопа Fermi в каталог LAT (Large Area Telescope), авторы отобрали те, которые не связаны с объектами, принадлежащими к установленным классам источников гамма-излучения, и со спектром, совместимым с аннигиляцией барионов и антибарионов.

Таких источников — кандидатов в антизвезды в каталоге LAT оказалось 14. Один из них, по мнению авторов, мог произвести антигелий, зафиксированный прибором AMS-02.

Объединив свои расчеты с моделированием процесса аккреции вокруг антизвезд, исследователи получили верхний предел количество антизвезд в нашей Галактике. С учетом чувствительности телескопа Fermi он равен 2,5 х 10^-6. То есть на один миллион обычных звезд будет приходиться не более 2,5 антизвезд, при условии, что антизвезды обладают свойствами, сходными с обычными звездами. Еще больше антизвезд может находиться за пределами основного галактического диска Млечного Пути, где их гамма-излучение очень трудно обнаружить.

В любом случае, авторы отмечают, что пока у них нет никакой достоверной информации о существовании сколько-нибудь заметных количеств антивещества во Вселенной, а все их построения чисто теоретические.