銀河系中可能潛伏著反物質構成的恒星
2021年05月03日10:24

  新浪科技訊 北京時間5月3日消息,一項新的研究表明,銀河系伽馬射線圖上的十四個光點可能代表的是反恒星,即由反物質構成的恒星。

  這些反恒星候選者似乎可以釋放出伽馬射線,而反物質(物質的帶相反電荷的對應物)與普通物質結合併湮滅時也會釋放出高能伽馬射線。研究人員寫道,這可能發生於反恒星表面,因為反恒星自身的引力會吸引星際空間中的普通物質。

  法國阿訥西粒子物理實驗室(LAPP)的理論天體物理學家皮埃爾·薩拉提說:“如果,我是說如果,有人可以證明反恒星存在的話……這將給標準宇宙學模型帶來巨大沖擊。我們對宇宙早期所發生事情的理解,將因此迎來重大變化。”薩拉提未參與該項新研究。

  人們普遍認為,儘管宇宙誕生之時存在等量的物質和反物質,但現代宇宙中幾乎沒有任何反物質。物理學家通常認為,隨著宇宙的演化,有些過程導致物質粒子的數量大大超過其“第二自我”反物質的數量。但是,國際空間站上的一種儀器最近檢測到了一些反氦原子核的蛛絲馬跡,從而動搖了物理學家普遍認可的假設。如果這些觀察結果得到證實,那麼這些零星的反物質可能來自於反恒星。

  宇宙的某些反物質是不是可能以恒星的形式一直倖存至今呢?為了探索這個答案,一組研究人員檢查了來自費米伽瑪射線太空望遠鏡的十年觀測結果。在這些觀測結果中,一共有近5800個伽馬射線源,其中14個光點釋放的伽馬射線所攜帶的能量,與物質-反物質湮滅時預期釋放的能量相當,但這14個光點看起來又和任何其他已知類型的伽馬射線源(比如脈衝星或黑洞)不太一樣。

  根據觀察到的候選者數量和費米望遠鏡的靈敏度,研究團隊計算出太陽系附近可能存在的反恒星數量。如果我們的銀河系內存在反恒星——在這裏,反恒星會積聚大量由普通物質構成的氣體和塵埃,那麼它們可能會釋放出大量伽馬射線,並且易於被發現。結果顯示,檢測到的十幾個候選者或許意味著,大約每40萬顆普通恒星中僅存在一顆反恒星。

  另一方面,如果反恒星存在於銀河系之外的話,那麼它們積聚正常物質的機會就會降低很多,因而也更難被發現。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,想要證明某個天體是反恒星尤其困難,因為除了物質-反物質湮滅時產生的伽馬射線外,反恒星發出的光理論上看起來和普通恒星發出的光幾乎一樣。研究的共同作者、法國圖盧茲天體物理與行星研究所的天體物理學家西蒙·杜波克說:“實際上,我們幾乎無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。”

  天文學家可以通過觀察候選者釋放的伽馬射線或無線電信號隨時間變化的趨勢,來重新確定這些天體其實不是真正的脈衝星。研究人員還可以尋找可以表明候選者其實是黑洞的光學信號或紅外信號。

  維珍尼亞大學夏洛茨維爾分校的物理學家朱利安·赫克說:“顯然,研究仍處於初步階段……但已經足夠有趣。”

  反恒星的存在將意味著,大量反物質或許以某種方式在孤立的密閉空間中存在。但是赫克認為,如果反恒星真的存在,它們的數量也未必充足,可以解釋宇宙中消失的所有反物質的去向。赫克說:“屆時你還需要解釋,為什麼普通物質數量在總體上遠遠超過反物質數量。”(勻琳)

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