Атиматерия галактики

Георг Вайденспойнтнер из Института внеземной физики Макса Планка совместно с коллегами из Германии, Франции, США, Нидерландов и Италии открыли наиболее вероятный механизм пополнения огромного облака антиматерии, обитающего в центральной части нашей галактики.

Гамма-излучение в линии 511 килоэлектронвольт, идущее из центра нашей галактики, не даёт покоя астрономам вот уже более 30 лет. Данные лучи являются результатом аннигиляции позитронов и электронов. Но откуда в центре Млечного пути взялось столько антиматерии — до сих пор точно не известно. Имеется лишь несколько версий. Среди них — взрывы звёзд (часть тяжёлых элементов которых распадается с выбросом позитронов) и распад тёмной материи на позитроны и электроны, которые тут же аннигилируют.

Завесу тайны помог приоткрыть европейский космический гамма-телескоп INTEGRAL. Международная группа астрономов провела анализ данных, собранных этим аппаратом за последние четыре года, и открыла любопытную особенность строения Млечного пути. Во-первых, оказалось, что облако антиматерии не сферическое (как считалось ранее, исходя из менее полных наблюдений), а вытянутое и ассиметричное. Одна его сторона простирается аж вдвое дальше от центра галактики, чем другая. Это необычно, поскольку, скажем, распределение газа во внутренней части галактики довольно равномерное. Во-вторых, форма этого облака соответствует распределению населения низкомассовых рентгеновских бинарных систем в центральном районе Млечного пути. Эти двойные (обычная звёзда плюс нейтронная, либо чёрная дыра), излучающие жёсткий рентген (и оттого прозванные hard low mass X-ray binaries — hard LMXB), как с удивлением обнаружили Вайденспойнтнер и его коллеги, также распределены неравномерно, причём их «толпа» сдвинута в ту же самую сторону, что и позитронное облако. Данное совпадение удалось открыть благодаря тому, что INTEGRAL — единственный аппарат, способный одновременно видеть и излучение 511 кэВ, и жёсткий рентген, генерируемый LMXB.

Находка свидетельствует, что именно объекты LMXB и пополняют запасы антиматерии в центре галактики, отвечая тем самым за загадочное излучение 511 кэВ. Вайденспойнтнер и соавторы данной работы утверждают, что от 50 до 100% антиматерии в центральной области Млечного пути обязано своим происхождением «жёстким» LMXB. В этих парах массивный объект затягивает с поверхности обычной звезды материю, которая, падая на чёрную дыру или нейтронную звезду, нагревается столь сильно, что там возможна самопроизвольная генерация электронно-позитронных пар. Вторая половина антиматерии, возможно, имеет другой источник. Например, это может быть аналогично падающая по спирали и нагревающаяся материя около огромной центральной чёрной дыры, обитающей в самом сердце Млечного пути. Также часть позитронов могут поставлять взрывающиеся звёзды. Таким образом, отпадает необходимость в привлечении к данному «вопросу» распада тёмной материи.