Мощный ореол близлежащего пульсара объяснил загадочное антивещество у Земли

Москва, 11:59, 30 Дек 2019, редакция FTimes.ru, автор Сергей Кузнецов.

Астрономы наблюдали за соседним пульсаром с мощным ореолом вокруг него. Этот пульсар может ответить на вопрос, который десятилетие озадачивает астрономов.

Пульсар называется Geminga, и он является одним из ближайших к Земле пульсаров, на расстоянии около 800 световых лет в созвездии Близнецов. Мало того, что это близко к Земле, но Geminga также очень ярок в гамма-лучах.

Сам ореол невидим для наших глаз, очевидно, поскольку он находится в гамма-диапазоне, но он огромный и покрывает большую часть неба.

Ореол может быть ответственен за некоторые события в нашем собственном соседстве: около Земли есть изобилие антиматерии, и ее присутствие озадачивало ученых в течение десятилетия.

«Наш анализ показывает, что этот самый пульсар может быть ответственен за десятилетнюю загадку о том, почему один тип космических частиц необычайно распространен вблизи Земли», — сказала Маттиа Ди Мауро, астрофизик.

«Это позитроны, антивещественная версия электронов, выходящих из-за пределов Солнечной системы».

Пульсар — остаток массивной звезды, ставшей сверхновой. Geminga является результатом взрыва сверхновой около 300 000 лет назад в созвездии Близнецов. Это вращающаяся нейтронная звезда, которая определенным образом ориентирована на Землю, поэтому ее энергия направлена ​​на нас, как мощный маяк.

Пульсар естественным образом окружен облаком как электронов, так и позитронов. Это потому, что нейтронная звезда обладает сильным электромагнитным полем, самым сильным из всех известных объектов.

Сверхсильное поле вытягивает частицы с поверхности пульсара и ускоряет их почти до скорости света. Эти быстро движущиеся частицы, в том числе электроны и их «антивещественные» аналоги, позитроны, являются космическими лучами. Поскольку космические лучи несут электрический заряд, они подвержены воздействию магнитных полей.

Таким образом, к тому времени, когда космические лучи достигают Земли, астрономы не могли точно определить их источник.

В течение последнего десятилетия различные обсерватории и эксперименты обнаружили в нашей окрестности больше высокоэнергетических позитронов, чем ожидалось. Космический телескоп НАСА «Ферми», альфа-магнитный спектрометр НАСА и другие эксперименты обнаружили их.

Ученые ожидали, что источником являются близлежащие пульсары, в том числе Geminga. Но из-за влияния магнитных полей на эти позитроны это было невозможно доказать.

Физики обнаружили энергии в структуре ореола пульсара от 5 до 40 ТэВ, или тера-электрон-вольт. Это свет, в триллионах раз больше энергии, чем могут видеть наши глаза.

Астрофизики также обнаружили, что яркий близлежащий пульсар Geminga может быть ответственным за 20 процентов высокоэнергетических позитронов, которые наблюдал эксперимент AMS-02.

Исследователи говорят, что, экстраполяция этого открытия на все кумулятивные выбросы пульсаров в Млечном Пути — лучшее объяснение первоначальной тайны источника всех этих позитронов вблизи Земли.

«Наша работа демонстрирует важность изучения отдельных источников, чтобы предсказать, как они вносят вклад в космические лучи», — сказала Ди Мауро.

«Это один из аспектов новой захватывающей области, называемой астрономией с несколькими посланниками, в которой мы изучаем Вселенную, используя множество сигналов, таких как космические лучи, в дополнение к свету».