Международен екип астрономи са успели да получат изображение на лъч от материя и антиматерия с дължина 65 трилиона километра, използвайки рентгеновата обсерватория Chandra на НАСА. Гигантската нишка се захранва от пулсар – бързовъртяща се минизвезда със силно магнитно поле. Поради огромния си мащаб този лъч може да обясни изненадващо големия брой позитрони – частици антиматерия – в цялата галактика Млечен път.
Статията на учените е приета за публикуване в Astrophysical Journal и е достъпна в сайта за препринт arXiv.
Лъчът е открит за първи път от астрономите през 2020 г., но учените не знаели колко е дълъг, тъй като бил извън обхвата на детектора на Chandra. Нови наблюдения през февруари и ноември 2021 г. обаче показали, че нишката е около три пъти по-дълга, отколкото се смятало първоначално. Погледната от Земята, тя би заемала около половината от диаметъра на пълната Луна в небето. Това е най-дългият джет на пулсар в цялата история на наблюденията.
„Удивително е, че пулсар с диаметър само 12 км може да създаде толкова голяма структура, че да можем да я видим на хиляди светлинни години“, казва Мартин де Врис от Станфордския университет в Пало Алто (САЩ), ръководител на изследването.
Пулсарът PSR J2030+4415 се намира на около 1600 светлинни години от Земята. Този малък обект с размер на град се върти около три пъти в секунда - по-бързо от повечето таванни вентилатори.
Откритието може да даде нова представа за източника на антиматерията на Млечния път. Антиматерията е подобна на обикновената материя, но с обърнати електрически заряди. Например позитронът е положително зареденият еквивалент на електрона.
Почти цялата Вселена се състои от обикновена материя, антиматерията е изключително малко. Тя обаче не е чак толкова малко, колкото предполагат изчисленията, а това води до въпроса: какви са възможните източници на тази антиматерия?
Изследователите смятат, че пулсари като PSR J2030+4415 може да са една от причините. Комбинацията от двете крайности – бързото въртене и силните магнитни полета на пулсарите – води до ускорение на частиците и високоенергийно излъчване, което създава двойки електрони и позитрони.
Тъмната страна на Вселената: Как черните дупки са станали свръхмасивни
Пулсарите генерират потоци от заредени частици, които обикновено се намират в техните мощни магнитни полета. PSR J2030+4415 се движи през междузвездното пространство с около 450 км/с, последван от потока частици. Пред него се носи газова ударна вълна, подобно на натрупване на вода пред движеща се лодка. Но преди около 20–30 години движението на ударната вълна очевидно е спряло. Това означава, че пулсарът я е настигнал, което е довело до взаимодействие с междузвездното магнитно поле, вървящо по почти права линия от ляво надясно.
„Това вероятно е причинило изтичането на частици. Магнитното поле на пулсарния вятър се е съединило с междузвездното магнитно поле и високоенергийните електрони и позитрони са се втурнали навън“, казва съавторът на изследването Роджър Романи.
Когато след това частиците се движели по тази междузвездна магнитна силна линия с около една трета от скоростта на светлината, те светели в рентгеновите лъчи, които е видяла Chandra.
Гигантски мехури в центъра на Млечния път били образувани от свръхмасивната черна дупка
По-рано астрономите са наблюдавали големи ореоли около близките пулсари в гама-лъчи, което означава, че позитроните обикновено трудно се просмукват в галактиката. Това поставя под съмнение идеята, че пулсарите обясняват излишъка от позитрони. Но наскоро откритите пулсарни нишки на PSR J2030+4415 показват, че античастиците наистина могат да избягат в междузвездното пространство и в крайна сметка да достигнат до Земята.
