Георг Вайденспоинтнер (Georg Weidenspointner) из института внеземной физики Макса Планка (Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik) совместно с коллегами из Германии, Франции, США, Нидерландов и Италии открыл наиболее вероятный механизм пополнения огромного облака антиматерии, обитающего в центральной части нашей галактики.

Гамма-излучение в линии 511 килоэлектронвольт, идущее из центра нашей галактики, не даёт покоя астрономам вот уже более 30 лет. Данные лучи являются результатом аннигиляции позитронов и электронов. Но откуда в центре Млечного пути взялось столько антиматерии — до сих пор точно не известно.

Имеется лишь несколько версий. Среди них — взрывы звёзд (часть тяжёлых элементов которых распадается с выбросом позитронов) и распад тёмной материи на позитроны и электроны, которые тут же аннигилируют.

Завесу тайны помог приоткрыть европейский космический гамма-телескоп INTEGRAL (известный, в частности, по изучению замаскированных нейтронных звёзд). Международная группа астрономов провела анализ данных, собранных этим аппаратом за последние четыре года, и открыла любопытную особенность строения Млечного пути.

Во-первых, оказалось, что облако антиматерии не сферическое (как считалось ранее, исходя из менее полных наблюдений), а вытянутое и ассиметричное. Одна его сторона простирается аж вдвое дальше от центра галактики, чем другая. Это необычно, поскольку, скажем, распределение газа во внутренней части галактики довольно равномерное.

Во-вторых, форма этого облака соответствует распределению "населения" низкомассовых рентгеновских бинарных систем в центральном районе Млечного пути. Эти двойные (обычная звёзда плюс нейтронная, либо чёрная дыра), излучающие жёсткий рентген (и оттого прозванные hard low mass X-ray binaries — hard LMXB), как с удивлением обнаружили Вайденспоинтнер и его коллеги, также распределены неравномерно, причём их "толпа" сдвинута в ту же самую сторону, что и позитронное облако.

Данное совпадение удалось открыть, благодаря тому что INTEGRAL — единственный аппарат, способный одновременно видеть и излучение 511 кэВ, и жёсткий рентген, генерируемый LMXB.

Слева: снимок небесной сферы в рентгене с энергией 511 кэВ (посередине — центр Млечного пути), показывающий распределение антиматерии. Справа: распределение "населения" бинарных систем hard LMXB в центральной части галактики, полученное по результатам последнего обзора. Налицо явная корелляция (иллюстрации ESA/Integral/MPE, G. Weidenspointner et al.).

Находка свидетельствует (хотя не доказывает однозначно), что именно объекты LMXB и пополняют запасы антиматерии в центре галактики, отвечая тем самым за загадочное излучение 511 кэВ.

Вайденспоинтнер и соавторы данной работы утверждают, что от 50% до 100% антиматерии в центральной области Млечного пути обязано своим происхождением "жёстким" LMXB. В этих парах массивный объект затягивает с поверхности обычной звезды материю, которая, падая на чёрную дыру или нейтронную звезду, нагревается столь сильно, что там возможна самопроизвольная генерация электронно-позитронных пар.

Вторая половина антиматерии, возможно, имеет другой источник. Например, это может быть аналогично падающая по спирали и нагревающаяся материя около огромной центральной чёрной дыры, "обитающей" в самом сердце Млечного пути (некоторые данные о её "кровожадном" поведении вы можете узнать из этого материала). Также часть позитронов могут поставлять взрывающиеся звёзды.

Таким образом, отпадает необходимость в привлечении к данному "вопросу" распада тёмной материи, заключают авторы исследования. Его результаты, к слову, опубликованы в Nature.

Читайте также о раскрытии парадокса молодёжи в центре нашей галактики.