在伽马射线天空(流经宇宙的最高能量电磁辐射)的地图中,14 个物体可能隐藏着一个大秘密。
在对该辐射特性的新分析中,一组天体物理学家确定它与我们对由以下物质组成的恒星的预期一致:- 称为反恒星的假设物体。
如果这是真的,这绝对是巨大的——它可以帮助解决宇宙中最大的谜团之一,即所有失踪的反物质。但这 14 个物体还可能有一些其他的用途。
构成我们周围所见物质的每一个物质粒子(例如电子和夸克)都有一个具有相同特征的对应粒子,除了一件事:相反的电荷。人们认为,粒子和反粒子在宇宙诞生之初就以相同的数量产生。
当一个粒子和它的反粒子碰撞时,它们会在一阵伽马辐射中相互湮灭,这表明它们应该仍然以相等的数量存在(或者根本不存在,这是一个令人愉快的想法),但由于某种原因,只有微量的已检测到反物质。
我们已经习惯了这样的想法:宇宙中几乎没有任何“原始”反物质存在。物理学家已经根据这个假设开发了模型和解释,这是一件大事。
随后,国际空间站上进行了阿尔法磁谱仪实验(AMS-02)。几年前,它曾制作过反氦的初步检测- 这一发现如果得到验证,意味着足够的基本反粒子可能会粘附在整个反物质原子上。
但在哪里呢?根据法国天体物理学和行星学研究所西蒙·杜普奎领导的天文学家团队的说法,它可能以反恒星的形式隐藏在银河系中。
因为反恒星的行为与正常恒星非常相似,所以它们很难被发现——除非正常物质,例如星际尘埃,积聚到恒星表面,并被恒星的反物质湮灭。
反过来,这会产生特定能量的伽马射线过剩,理论上我们可以检测到。
我们还没有检测到标志性的伽玛射线湮灭(这是从),或银河系的伽马射线巡天。在他们的研究中,Dupourqué 和他的团队重点关注了费米伽马射线太空望远镜 10 年的数据,仔细检查了其中的 5,787 个伽马射线源,以寻找可能存在物质与反物质湮灭的迹象。
他们专门寻找与质子-反质子湮灭一致的伽马射线特征,以及源本身的点状几何形状——也就是说,它看起来像一颗恒星。在 5,787 个来源中,只有 14 个可以被视为反明星候选人。
这 14 个物体不太可能是反恒星;它们很容易被证明是已知的伽马射线发射器,例如或者。但它们为我们估算可能隐藏在银河系中的反恒星数量提供了一个起点。
通过模拟反恒星吸积过程,并假设反恒星与普通恒星具有相似的特性,研究小组得出了这个数字的上限。在银河系盘中,每百万颗恒星中只有 2.5 颗可能是反恒星。
在银河系盘之外的银河晕中,情况可能会截然不同。圆盘上方和下方的空间中没有气体和尘埃,这意味着可以在任何潜在的反恒星上吸积的物质更少。
如果没有正常物质的吸积,这些反恒星就不会释放出过量的伽马射线,并且更容易逃避伽马射线巡天的探测;事实上,它们可能从宇宙诞生之初就一直隐藏着。
根据该团队的计算,太阳系附近不太可能存在任何反恒星。这意味着反氦的来源更有可能是这些光环反恒星的群体。
您可能还注意到,100 万颗恒星中就有 2.5 颗的反物质和物质比例甚至不接近 - 因此反物质恒星的发现并不能解决反物质缺失的问题。
事实上,这可能会提出一个重要的问题:反物质团块在被闪光物质包围时如何能够幸存下来。
该团队的工作旨在对可能存在的反恒星数量提供新的、更严格的限制,以便未来的工作有更好的基线来尝试了解银河系中可能在何处以及如何发现反粒子。
继续监控这 14 名候选人将有助于确定他们是否是反明星,或者是更平凡的东西,比如,或一个。
这可能是“平凡”这个词唯一一次适用于那些奇怪的、奇怪的物体。
该研究发表于物理评论D。