Przy pomocy kosmicznego teleskopu Fermiego astronomowie zlokalizowali 14 miejsc w Drodze Mlecznej, gdzie mogą czaić się gwiazdy zbudowane z antymaterii, czyli antygwiazdy. Nowe badania sugerują, że we Wszechświecie może być więcej antymaterii niż dotąd sądzono.
Antymateria jest jak lustrzane odbicie materii. Każdej cząstce materii odpowiada cząstka antymaterii, czyli antycząstka. Te antycząstki wyglądają i zachowują się jak „zwykłe” cząstki, ale mają przeciwne ładunki. Chociażby taki naładowany dodatnio proton, ma swoje lustrzane odbicie w postaci antyprotonu o ujemnym ładunku. Co istotne, gdy cząstka spotka się z antycząstką, wówczas obie ulegają anihilacji.
Uważa się, że w pierwszych chwilach po Wielkim Wybuchu Wszechświat był wypełniony równymi ilościami cząstek i antycząstek. Gdy stygł, materia i antymateria zaczęły łączyć się ze sobą i anihilować, zamieniając się w promieniowanie gamma. Gdyby we Wszechświecie istniała perfekcyjna symetria, to powinno być tyle samo materii i antymaterii, ale tak nie jest. Tajemnicą pozostaje, dlaczego cała materia nie anihilowała z antymaterią.
Antymateria jest obserwowana w śladowych ilościach w detektorach na Antarktydzie i na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS). Kilka lat temu na ISS wykryto atomy antyhelu. Antyhel został wytworzony w laboratorium, ale wykrycie tej antycząstki swobodnie przemierzającej przestrzeń kosmiczną wskazuje na intrygującą możliwość - antymaterii może być więcej, niż myśleliśmy.
Być może jest jej na tyle dużo, by nie tylko gromadzić się w spore skupiska, ale także tworzyć gwiazdy, a właściwie to antygwiazdy. Choć gwiazdy zbudowane z antymaterii są mało prawdopodobne, to naukowcy nie wykluczają istnienia takich obiektów. Gdyby antygwiazdy faktycznie istniały, miałoby poważne konsekwencje dla sposobu, w jaki pojmujemy Wszechświat.
Wiadomo, że zderzenie antymaterii z materią wytwarza promienie gamma, najbardziej energetyczną formę promieniowania. W artykule opublikowanym w „Physical Review D”, badacze z francuskiego IRAP (Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie) wykorzystali dane zbierane od 10 lat przez kosmiczne obserwatorium promieniowania gamma, czyli teleskop Fermiego, do oszacowania maksymalnej liczby antygwiazd w galaktyce. Badacze szukali w szczególności sygnatur promieniowania gamma zgodnych z anihilacją protonów i antyprotonów. Z katalogu źródeł promieniowania gamma w kosmosie (teleskop Fermiego wykrył 5787 takich źródeł) udało im się wyodrębnić 14 kandydatów na antygwiazdy.
Właściwości emisyjne tych obiektów wydają się być zgodne z oczekiwaniami naukowców dla gwiazd zbudowanych z antymaterii. Jednak charakter tych źródeł jest nadal niepewny. O wiele bardziej prawdopodobne jest, że są to w rzeczywistości inne typy dobrze znanych emiterów promieniowania gamma, jak chociażby pulsarów lub czarnych dziur.
Zespół naukowców oszacował maksymalną liczbę antygwiazd, które mogą istnieć w naszej galaktyce. Wyobrażając sobie, że antygwiazdy są rozmieszczone jak zwykłe gwiazdy, czyli znajdują się głównie w dysku galaktycznym, na każde 300 tys. zwykłych gwiazd przypadłaby co najwyżej jedna antygwiazda. Uczeni zaznaczyli jednak, że stare antygwiazdy, których początki sięgają początków Wszechświata, mogłyby łatwiej ukrywać się przed teleskopami promieniowania gamma w halo wokół galaktyki.
Takie antygwiazdy byłyby niezwykle trudne do wykrycia. Naukowcy przewidują, że tego typu obiekty zachowywałyby się prawie tak jak normalne gwiazdy. Ich światło powinno być takie samo, jak to emitowane przez zwykłe gwiazdy. Można by je odróżnić jedynie po promieniowaniu gamma. Przy zetknięciu się na powierzchni antygwiazdy cząstek antymaterii z cząstkami materii docierającej do niej z przestrzeni kosmicznej, doszłoby do anihilacji. To z kolei spowodowałoby nadmiar promieniowania gamma przy określonych energiach, które teoretycznie moglibyśmy wykryć.
Źródło: ScienceNews, fot. CNRS
