Учёные проверили гипотезу, что некоторая часть необнаруженной антиматерии находится прямо у нас на виду, в форме «антизвезд». Исследователи из Института астрофизических и планетологических исследований (Institute for Research in Astrophysics and Planetology, IRAP) во Франции используют данные, собранные при помощи гамма-спутника Fermi («Ферми»), для наложения на эту гипотезу самых строгих на настоящее время ограничений.
Что собой представляет антиматерия? Несмотря на то, что часто антиматерия ассоциируется у нас с научной фантастикой, на самом деле она существует. Ее наблюдают в физических лабораториях и в космосе. Это состояние материи симметрично хорошо известной нам нормальной материи. Законы физики говорят, что во Вселенной должны содержаться эквивалентные количества материи и антиматерии. Однако антиматерия наблюдается сегодня во Вселенной лишь в следовых количествах, и исследования показывают, что весь Космос обеднен антиматерией. Это считается одной из величайших загадок Вселенной.
Тем не менее, детектор частиц под названием AMS, установленный на борту Международной космической станции (МКС) недавно зафиксировал признаки, указывающие на то, что во Вселенной на самом деле может присутствовать гораздо больше антиматерии, чем считалось. Она может скрываться по соседству с Солнечной системой в форме маловероятных объектов – звезд, состоящих из антиматерии, или антизвезд. Существование таких объектов имело бы серьезное влияние на образ нашего восприятия Вселенной, однако ученые до сих пор не понимают, как проверить данную гипотезу.
Известно, что столкновения между материей и антиматерией приводят к формированию гамма-лучей, самой высокоэнергетической формы излучения. В новой работе исследователи во главе с Симоном Дюпурке (Simon Dupourqué) из института IRAP использовали данные, собранные при помощи гамма-спутника Fermi за период в 10 лет, чтобы оценить максимально возможное число антизвезд в Галактике. Они смогли выделить из каталога гамма-источников, составленного при помощи обсерватории Fermi, 14 источников-кандидатов, свойства которых сопоставимы со свойствами антизвезд. Однако истинная природа этих источников до сих пор остается невыясненной. Намного более вероятным является сценарий, согласно которому они представляют собой иные, хорошо известные типы гамма-источников, такие как пульсары или черные дыры. Затем команда института IRAP оценила максимальное число антизвезд, которое может существовать в нашей Галактике, получив самые строгие на сегодняшний день ограничения для этого числа. Представив, что антизвезды распределены так же, как обычные звезды, то есть в основном входят в состав галактического диска, Дюпурке и его соавторы получили, что на каждые 300 000 обычных звезд приходится не более одной антизвезды. Однако авторы также показали, что древние антизвезды, происхождение которых уходит корнями в раннюю Вселенную, могут лучше «скрываться» от гамма-телескопов внутри гало, окружающего нашу Галактику.