Мапа неба најбољег „хало + диска“ модела 511 кеВ емисије гама зрака. Кредитна слика: ИНТЕГРАЛ. Кликните за увећање.
Позитрон, анти-материја против материје, предвидио је Паул Дирац-ова - у то време револуционарна - квантна таласна једначина за електрон. Неколико година касније, 1932. године, Царл Андерсон је открио позитрон у космичким зракама, а Дирац је добио Нобелову награду 1933., а Андерсон 1936. године.
Кад се позитрон сусретне са електроном, они се уништавају, производећи два гама зрака. Понекад, међутим, уништавању претходи формирање позитронијума, који је попут атома водоника, при чему је протон замењен позитроном (поситронијум има свој симбол, Пс). Поситронијум долази у два облика, нестабилан је и пропада у две гама (унутар око 0,1 наносекунде) или три (унутар око 100 наносекунди).
Астрономи су од 1970-их знали да у свемиру мора бити пуно позитрона. Зашто? Јер када се позитрони и електрони уништавају да дају две гама, обе имају исту таласну дужину, око 0,024 А или 0,0024 нм (астрономи, попут физичара честица, не говоре о таласним дужинама гама зрака, они говоре о својој енергији; 511 кеВ у овом случају). Дакле, ако гледате у небо гама-зрачењем - одозго атмосфером! - знате да је било пуно позитрона јер можете видети пуно гама једне 'боје', 511 кеВ (то је слично закључку да има много водоника у свемиру примећујући пуно црвене (1.9 еВ) Х алфа у ноћно небо).
Из спектра распада три гама позитронијума, у поређењу са интензитетом 511 кеВ, астрономи су пре четири године утврдили да око 93% позитрона чије уништавање видимо формира поситронијум пре него што пропадну.
Колико поситрониума? У издувавању Млечног пута сваке секунде се уништава око 15 милијарди (хиљада милиона) тона поситрона. То је толика маса електрона у десетинама билиона тона ствари на које смо навикли, попут стена или воде; отприлике онолико као у астероиду средње величине, широк 40 км.
Анализом јавно објављених података ИНТЕГРАЛ-а (вредан око годину дана), Ј? Рген Кн? Длседер и његове колеге открили су да:
- позитрони који се уништавају на диску Млечног Пута највероватније потичу из бета + (тј. позтронског) распада изотопа Алуминијум-26 и Титанијум-44, који су и сами произведени у недавним суперновима (сетите се, астрономи називају још пре 10 милиона година 'скорашњи')
- међутим, има више поситрона уништених у испупченом Млечном путу него у диску, фактором пет
- чини се да нема извора „тачака“.
Наравно, ИНТЕГРАЛНОМ научнику извор „тачке“ нема сасвим исто значење као што је то случај са астрономом аматерима! Гама-зрачење у позитронијумској линији је невероватно замагљено, објект који има шест месеци (3?) Би изгледао као "тачка"! Без обзира на то, Кндлседер и његов тим астрофизичких следова могу рећи да „ниједан од извора које смо тражили није показао значајан ток од 511 кеВ“; ових 40 'уобичајених осумњичених' укључују пулсере, квазаре, црне рупе, остатке супернова, регионе које стварају звезде, богате галаксије кластера, сателитске галаксије и блазаре. Али, они и даље изгледају: „Заиста смо [планирали] посвећена ИНТЕГРАЛНА запажања уобичајених осумњичених, попут суперновае типа Иа (СН1006, Тицхо) и ЛМКСБ (Цен Кс-4) која би могла помоћи у решавању овог проблема. . "
Дакле, одакле долазе 15 милијарди тона позитрона који се сваке секунде у избочини уништавају? "За мене је најважније у случају уништења позитрона то што је главни извор још увек мистерија", каже Кн? Длседер. „Слабу емисију из диска можемо објаснити распадом алуминијума-26, али већина позитрона налази се у подручју испупчења Галаксије и немамо извор који би лако објаснио све карактеристике посматрања. Конкретно, ако упоредите небо од 511 кеВ са небом посматраним на другим таласним дужинама, препознаћете да је небо од 511 кеВ јединствено! Не постоји друго небо које подсећа на оно што посматрамо. "
ИНТЕГРАЛ тим сматра да могу искључити огромне звезде, колапс, пулсар или космичке зрачне интеракције, јер ако би они били извор испупчења испупчења, диск би био много светлији у 511 кеВ светлости.
Позитрони који се испадају могу потицати из рендгенских бинарних записа мале масе, класичних нових или супернова типа 1а, кроз различите процесе. Изазов у сваком случају је схватити како довољно позитрона који су створили могу преживети довољно дуго након тога и распршити се довољно далеко од њихових места рођења.
Шта је са космичким струнама? Док су недавно објављени новинари Танмаи Вацхаспати који их предлажу као могући извор испупчених испуна недавно за Кндлседер ет ал. да узмемо у обзир њихов рад, „али за мене није очигледно да имамо довољно посматрачких ограничења да бисмо тврдили да космички низови чине 511 кеВ; ми чак и не знамо да ли постоје космички низови Требало би јединствено својство космичких струна које искључују све остале изворе, а данас мислим да смо далеко од овога. "
Можда најузбудљивије, позитрони могу потицати из уништавања честице тамне материје мале масе и њене античестице, или као Кн? Длседер и др. ставио је уништавање "тамне материје" (1-100 МеВ), како су недавно предложили Боехм ет ал. (2004) је вероватно најегзотичнији али и најузбудљивији кандидат-извор галактичких позитрона. " Тамна материја је чак егзотичнија од поситрониума; тамна материја није анти-материја и нико је није успео да је ухвати, а камоли да је проучи у лабораторији. Астрономи прихватају да је свеприсутна и праћење њене природе једна је од најзанимљивијих тема и астрофизике и физике честица. Ако милијарде тона у секунди поситрона који су уништени у издувавању Млечног пута не могу потицати од класичних нових или термонуклеарних супернова, онда је можда добра стара тамна материја.
