图1:14个伽马射线的天体源可能来自反恒星(如这张全天的银河系地图上的彩色点所示;黄色代表明亮的天体源,蓝色代表暗淡的天体源)
北京时间5月3日,一项新的研究表明,银河系伽马射线图上的十四个光点可能代表反恒星,即由反物质组成的恒星。
这些反星候选者似乎能够释放伽马射线,而反物质(物质带相反电荷的对应物)在与普通物质结合湮灭时也能释放高能伽马射线。研究人员写道,这可能发生在反星的表面,因为反星本身的引力会吸引星际空间中的普通物质。
法国阿纳西的粒子物理实验室(LAPP)的理论天体物理学家皮埃尔萨拉蒂(Pierre Sarati)说:“如果,我的意思是,有人能证明反恒星的存在……这将对标准宇宙模型带来巨大的影响。我们对宇宙早期发生的事情的理解将会迎来重大变化。”萨拉提没有参与新的研究。
一般认为,虽然宇宙诞生时物质和反物质的量相等,但现代宇宙中几乎没有反物质。物理学家普遍认为,随着宇宙的演化,一些过程导致物质粒子的数量大大超过其“第二自我”反物质的数量。然而,国际空间站上的一台仪器最近发现了一些反氦核的线索,从而动摇了物理学家普遍接受的假设。如果这些观测得到证实,那么这些零星的反物质可能来自反恒星。
宇宙中的一些反物质有没有可能以恒星的形式存活下来?为了探索这个答案,一组研究人员检查了费米伽马射线空间望远镜的十年观测结果。在这些观测中,有近5800个伽马射线源,其中14个光点发出的伽马射线与物质-反物质湮灭发生时预期的能量相同,但这14个光点看起来与任何其他已知的伽马射线源(如脉冲星或黑洞)都不同。
研究小组根据观测到的候选数和费米望远镜的灵敏度,计算出太阳系附近可能的反星数。如果我们的银河系中有反星——,它们会聚集大量由普通物质组成的气体和尘埃,它们可能会释放出大量的伽马射线,很容易被发现。结果表明,十几个候选的检测可能意味着每40万颗普通恒星中只有一颗反星。
另一方面,如果反恒星存在于银河系之外,它们积累正常物质的几率会大大降低,找到它们的难度也会更大。在这种情况下,每十颗普通恒星中可能潜伏着一颗反恒星。
但是证明一个天体是反星特别困难,因为理论上反星发出的光看起来和普通恒星发出的光几乎一样,除了物质-反物质湮灭产生的伽马射线。该研究的合著者、法国图卢兹天体物理和行星研究所的天体物理学家西蒙杜巴克(Simon Dubak)说:“事实上,我们很难证明候选天体是反恒星。更容易证明他们不是反星。”
天文学家可以通过观察候选天体随时间释放的伽马射线或无线电信号的趋势,重新确定这些天体不是真正的脉冲星。研究人员还可以寻找能够表明候选物体实际上是黑洞的光学信号或红外信号。
夏洛茨维尔弗吉尼亚大学的物理学家朱利安赫克说:“显然,这项研究仍处于起步阶段.但这很有趣。”
反恒星的存在,将意味着大量的反物质可能以某种方式存在于一个孤立的受限空间中。然而,赫克认为,如果反恒星确实存在,它们的数量可能不够,这可以解释宇宙中所有消失的反物质的下落。赫克说:“那时候你还需要解释为什么普通物质的量远远超过一般反物质的量。”(林云)
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