北京時(shí)間 5 月 3 日消息,一項(xiàng)新的研究表明,銀河系伽馬射線圖上的十四個(gè)光點(diǎn)可能代表的是反恒星,即由反物質(zhì)構(gòu)成的恒星。
這些反恒星候選者似乎可以釋放出伽馬射線,而反物質(zhì)(物質(zhì)的帶相反電荷的對(duì)應(yīng)物)與普通物質(zhì)結(jié)合并湮滅時(shí)也會(huì)釋放出高能伽馬射線。研究人員寫道,這可能發(fā)生于反恒星表面,因?yàn)榉春阈亲陨淼囊?huì)吸引星際空間中的普通物質(zhì)。
法國(guó)阿訥西粒子物理實(shí)驗(yàn)室(LAPP)的理論天體物理學(xué)家皮埃爾?薩拉提說(shuō):“如果,我是說(shuō)如果,有人可以證明反恒星存在的話…… 這將給標(biāo)準(zhǔn)宇宙學(xué)模型帶來(lái)巨大沖擊。我們對(duì)宇宙早期所發(fā)生事情的理解,將因此迎來(lái)重大變化?!彼_拉提未參與該項(xiàng)新研究。
人們普遍認(rèn)為,盡管宇宙誕生之時(shí)存在等量的物質(zhì)和反物質(zhì),但現(xiàn)代宇宙中幾乎沒有任何反物質(zhì)。物理學(xué)家通常認(rèn)為,隨著宇宙的演化,有些過(guò)程導(dǎo)致物質(zhì)粒子的數(shù)量大大超過(guò)其“第二自我”反物質(zhì)的數(shù)量。但是,國(guó)際空間站上的一種儀器最近檢測(cè)到了一些反氦原子核的蛛絲馬跡,從而動(dòng)搖了物理學(xué)家普遍認(rèn)可的假設(shè)。如果這些觀察結(jié)果得到證實(shí),那么這些零星的反物質(zhì)可能來(lái)自于反恒星。
宇宙的某些反物質(zhì)是不是可能以恒星的形式一直幸存至今呢?為了探索這個(gè)答案,一組研究人員檢查了來(lái)自費(fèi)米伽瑪射線太空望遠(yuǎn)鏡的十年觀測(cè)結(jié)果。在這些觀測(cè)結(jié)果中,一共有近 5800 個(gè)伽馬射線源,其中 14 個(gè)光點(diǎn)釋放的伽馬射線所攜帶的能量,與物質(zhì) - 反物質(zhì)湮滅時(shí)預(yù)期釋放的能量相當(dāng),但這 14 個(gè)光點(diǎn)看起來(lái)又和任何其他已知類型的伽馬射線源(比如脈沖星或黑洞)不太一樣。
根據(jù)觀察到的候選者數(shù)量和費(fèi)米望遠(yuǎn)鏡的靈敏度,研究團(tuán)隊(duì)計(jì)算出太陽(yáng)系附近可能存在的反恒星數(shù)量。如果我們的銀河系內(nèi)存在反恒星 —— 在這里,反恒星會(huì)積聚大量由普通物質(zhì)構(gòu)成的氣體和塵埃,那么它們可能會(huì)釋放出大量伽馬射線,并且易于被發(fā)現(xiàn)。結(jié)果顯示,檢測(cè)到的十幾個(gè)候選者或許意味著,大約每 40 萬(wàn)顆普通恒星中僅存在一顆反恒星。
另一方面,如果反恒星存在于銀河系之外的話,那么它們積聚正常物質(zhì)的機(jī)會(huì)就會(huì)降低很多,因而也更難被發(fā)現(xiàn)。在這種情況下,每 10 顆普通恒星中就可能潛藏著一顆反恒星。
然而,想要證明某個(gè)天體是反恒星尤其困難,因?yàn)槌宋镔|(zhì) - 反物質(zhì)湮滅時(shí)產(chǎn)生的伽馬射線外,反恒星發(fā)出的光理論上看起來(lái)和普通恒星發(fā)出的光幾乎一樣。研究的共同作者、法國(guó)圖盧茲天體物理與行星研究所的天體物理學(xué)家西蒙?杜波克說(shuō):“實(shí)際上,我們幾乎無(wú)法證明候選者就是反恒星。證明它們不是反恒星要更容易些。”
天文學(xué)家可以通過(guò)觀察候選者釋放的伽馬射線或無(wú)線電信號(hào)隨時(shí)間變化的趨勢(shì),來(lái)重新確定這些天體其實(shí)不是真正的脈沖星。研究人員還可以尋找可以表明候選者其實(shí)是黑洞的光學(xué)信號(hào)或紅外信號(hào)。
弗吉尼亞大學(xué)夏洛茨維爾分校的物理學(xué)家朱利安?赫克說(shuō):“顯然,研究仍處于初步階段…… 但已經(jīng)足夠有趣?!?/p>
反恒星的存在將意味著,大量反物質(zhì)或許以某種方式在孤立的密閉空間中存在。但是赫克認(rèn)為,如果反恒星真的存在,它們的數(shù)量也未必充足,難以解釋宇宙中消失的所有反物質(zhì)的去向。赫克說(shuō):“屆時(shí)你還需要解釋,為什么普通物質(zhì)數(shù)量在總體上遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)反物質(zhì)數(shù)量。”
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