Tým astrofyziků vyřešil tajemství distribuce paprsků gama v naší galaxii Mléčná dráha. Zatímco někteří vědci se domnívali, že distribuce navrhla formu nezjistitelné „temné hmoty“, tým z University of California v San Diegu navrhl vysvětlení založené na standardních fyzikálních modelech galaxie.
Ve dvou samostatných vědeckých článcích, z nichž poslední se objevuje v čísle 10. července časopisu Physical Review Letters, astrofyzici ukazují, že toto rozdělení gama paprsků lze vysvětlit způsobem „antihmotových pozitronů“ z radioaktivního rozkladu prvků, vytvořené masivními explozemi hvězd v galaxii, šířit se galaxií. To znamená, jak říkají vědci, pozorované rozdělení gama paprsků není důkazem temné hmoty.
"Neexistuje žádné velké tajemství," řekl Richard Lingenfelter, vědecký pracovník v Centru pro astrofyziku a kosmické vědy UC San Diego, který provedl studie s Richardem Rothschildem, vědeckým pracovníkem také na UCSD, a Jamesem Higdonem, profesorem fyziky na Claremont Vysoké školy. "Pozorovaná distribuce paprsků gama je ve skutečnosti zcela v souladu se standardním obrázkem."
Během posledních pěti let měření gama paprsků z evropského satelitu INTEGRAL zmatila astronomy, což vedlo některé k argumentu, že existovalo „velké tajemství“, protože distribuce těchto paprsků gama v různých částech galaxie Mléčná dráha nebyla očekávaná.
Aby vysvětlili zdroj tohoto tajemství, někteří astronomové hypotetizovali existenci různých forem temné hmoty, o nichž se domnívají, že astronomové existují - z neobvyklých gravitačních účinků na viditelnou hmotu, jako jsou hvězdy a galaxie -, ale dosud se nenašli.
Jisté je jisté, že naše galaxie - a další - jsou naplněny malými subatomickými částicemi známými jako pozitrony, protějšek protějšek typických každodenních elektronů. Když se elektron a pozitron setkají ve vesmíru, obě částice se zničí a jejich energie se uvolní jako paprsky gama. To znamená, že elektron a pozitron zmizí a objeví se dva nebo tři paprsky gama.
"Tyto pozitrony se rodí téměř rychlostí světla a cestují tisíce světelných let dříve, než se dostatečně zpomalí v hustých oblacích plynu, aby měly šanci spojit se s elektronem, aby zničily tanec smrti," vysvětluje Higdon. "K jejich zpomalení dochází při tažení jiných částic během jejich cesty vesmírem." Jejich cestě brání také mnoho výkyvů v galaktickém magnetickém poli, které je rozptylují sem a tam, jak se pohybují. To vše se musí brát v úvahu při výpočtu průměrné vzdálenosti, kterou by positrony od svých rodných míst při výbuchu supernovy urazily. “
"Některé pozitrony směřují do středu Galaxie, jiné směrem k vnějším dosahům Mléčné dráhy známé jako galaktický halo a některé jsou zachyceny ve spirálových ramenech," řekl Rothschild. „I když to podrobně vypočítáváme, stále je daleko za nejrychlejšími superpočítači, mohli jsme použít to, co víme o tom, jak elektrony cestují po sluneční soustavě a co lze vyvodit z jejich cestování jinde, abychom odhadli, jak jejich protějšky anti-hmoty pronikají do galaxie. . “
Vědci počítali, že většina gama paprsků by měla být soustředěna ve vnitřních oblastech galaxie, jak bylo pozorováno satelitními údaji, uvedl tým v referátu zveřejněném minulý měsíc v Astrophysical Journal.
"Pozorované rozložení paprsků gama je v souladu se standardním obrázkem, kde zdrojem pozitronů je radioaktivní rozklad izotopů niklu, titanu a hliníku, které vznikají při výbuchu hvězd hmotnější než Slunce," řekl Rothschild.
V jejich doprovodném článku z tohoto týdne vydaného dopisu Physical Review Letters vědci poukazují na to, že základní předpoklad jednoho z exotičtějších vysvětlení pro domnělé tajemství - rozpady temné hmoty nebo zničení - je chybný, protože předpokládá, že pozitrony ničí velmi blízko k vybuchujícím hvězdám, ze kterých pocházejí.
"Jasně jsme prokázali, že tomu tak není, a že distribuce paprsků gama pozorovaných družicí gama paprsků nebyla detekcí nebo indikací signálu" temné hmoty "," řekl Lingenfelter.
Zdroj: UC San Diego
