Naukowcy sugerują, że w Drodze Mlecznej mogą istnieć gwiazdy zbudowane z antymaterii

Nowe badanie wskazuje, że 14 punktów, które naukowcy zaobserwowali podczas obserwacji nieba w zakresie promieniowania gamma, może być gwiazdami zbudowanymi z antymaterii.

Zdaniem uczonych anty-gwiazda, która zbudowana jest z antymaterii emituje promieniowanie gamma wtedy, kiedy styka się ze "standardową" materią. Spotkanie to prowadzi do unicestwienia materii i emisji rzeczonego promieniowania w procesie anihilacji materii.

„Jeśli ktoś może udowodnić istnienie "antygiwazd" to byłby to poważny cios dla standardowego modelu kosmologicznego” - mówi Pierre Salati, astrofizyk teoretyczny z Laboratorium Fizyki Teoretycznej w Annecy-le-Vieux we Francji, który był zaangażowany w badania. „Oznaczałoby to naprawdę znaczącą zmianę w naszym rozumieniu tego, co wydarzyło się we wczesnym wszechświecie” - dodaje uczony.

Powszechnie uważa się, że chociaż w bardzo wczesnym Wszechświecie materia i antymateria były w równowadze, tak z czasem ta pierwsza wyparła swoją odpowiedniczkę i dzisiejszy Kosmos zawiera prawie wyłącznie zwykłą materię. Jednak ostatni eksperyment przeprowadzony na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej wykrył ślady jąder atomowych anty-helu. Jeśli okaże się, że wyniki tego badania nie zostały wywołane na przykład przez błąd w aparaturze, to ślad antyatomów może być poszlaką do istnienia anty-gwiazd w których wnętrzach powstały takie anty-pierwiastki.

Przez 10 lat zespół naukowców analizował dane zaobserwowane za pomocą Fermi Gamma-ray Space Telescope, który został wystrzelony na orbitę w czerwcu 2008 roku. Spośród 5800 źródeł promieniowania gamma, które zostało zaobserwowane przez uczonych, 14 emitowało promieniowanie, które jest charakterystyczne dla anihilacji materii i antymaterii. Naukowcy zauważyli także, że promieniowanie to nie wygląda na pochodzące z pulsarów lub czarnych dziur.

Opierając się na liczbie potencjalnych kandydatów i biorąc pod uwagę czułość teleskopu Fermiego, zespół obliczył, ile anty-gwiazd może istnieć w sąsiedztwie Słońca. Gdyby anty-gwiazdy istniały w płaszczyźnie Drogi Mlecznej, gdzie mogłyby gromadzić dużo gazu i pyłu składającego się ze zwykłej materii, mogłyby emitować dużo promieni gamma i być łatwe do wykrycia. W rezultacie garstka wykrytych kandydatów sugerowałaby, że na każde 400 000 normalnych gwiazd istnieje tylko jedna anty-gwiazda.

Z drugiej strony, gdyby anty-gwiazdy istniały poza płaszczyzną galaktyki, miałyby znacznie mniej okazji do kontaktów z normalną materią i byłyby znacznie trudniejsze do znalezienia. W tym scenariuszu na każde 10 normalnych gwiazd może przypadać maksymalnie jedna anty-gwiazda.

Jednak mimo tego, że naukowcy są pełni nadziei co do odkrycia tak przełomowego jak anty-gwiazdy, udowodnienie, że takowe istnieją będzie bardzo trudne.

Poza promieniami gamma, które mogą powstać w wyniku anihilacji materii i antymaterii, oczekuje się, że światło emitowane przez anty-gwiazdy będzie wyglądać tak, jak światło z normalnych gwiazd.

„Praktycznie niemożliwe byłoby stwierdzenie, że [kandydaci na anty-gwiazdy] są w rzeczywistości anty-gwiazdami” - mówi współautor badań Simon Dupourqué, astrofizyk z Instytutu Badań Astrofizyki i Planetologii w Tuluzie we Francji.

Astronomowie będą teraz obserwować, jak zarejestrowane promienie gamma lub sygnały radiowe od kandydatów na anty-gwiazdy zmieniają się w czasie. Chcą dokładnie sprawdzić, czy te obiekty nie są tak naprawdę pulsarami lub czarnymi dziurami, które "nadają" promienie gamma na niestandardowych częstotliwościach.

Istnienie anty-gwiazd oznaczałoby, że znaczne ilości antymaterii w jakiś sposób zdołały przetrwać w izolowanych przestrzeniach kosmicznych. Julian Heeck, fizyk z University of Virginia w Charlottesville wątpi jednak, czy anty-gwiazdy, gdyby istniały, byłyby dostatecznie liczne, aby wyjaśnić teoretycznie całą brakującą antymaterię we wszechświecie. „Nadal potrzebowalibyśmy wyjaśnienia, dlaczego materia ogólnie dominuje nad antymaterią” - skomentował naukowiec.