Sciencemag.cz
Doporučujeme
Na Zemi dopadá relativně velké množství pozitronů. Pokud předpokládáme, že ve vesmíru, nebo alespoň v naší části vesmíru, antihmota vzniká pouze radioaktivním rozpadem některých jader a tvorbou párů částice-antičástice z energie, pak je přicházející antihmoty víc, než by mělo. Alespoň tedy podle některých odhadů/modelů.
Spektrometr na Mezinárodní kosmické stanici (Alpha Magnetic Spectrometer, AMS-02) zjistil v roce 2014 více pozitronů, než se očekávalo, a potvrdil tak výsledky předchozích experimentů. Vědci se již delší dobu domnívali, že jedním ze zdrojů pozitronů by mohly být pulsary; teprve nová studie ale tvrdí, že se tento původ pozitronů podařilo prokázat. V rámci nového výzkumu vědci sledovali pulsar PSR J2030+4415. Pomocí rentgenové observatoře Chandra pořídili snímky paprsku hmoty a antihmoty, který z pulsaru vychází. Má mimochodem úctyhodnou délku celých 60 bilionů (trillions) kilometrů; pozoruhodné je, že samotný pulsar má průměr jen nějakých 15 km a přitom vytváří tak obří strukturu, že ji dokážeme pozorovat i ze vzdálenosti tisíců světelných let.
Podobné výtrysky by mohly být příčinou přebytku pozitronů, jak je detekujeme na Zemi. K takovému závěru alespoň dovedla vědce velikost tohoto vlákna (filamentu).
Pulsary jsou extrémní objekty, v nichž se spojuje rychlá rotace a silná magnetická pole. Tyto extrémní síly urychlují okolní částice a způsobují vysokoenergetické záření, jehož výsledkem je produkce párů elektronů a pozitronů. Pozitrony jsou spolu s elektrony obsaženy v hvězdném větru pulsaru, obvykle je ale silný magnetický tok pulsaru udržuje v omezeném prostoru. V případě PSR J2030+4415 se však děje něco jiného. Pulsar se pohybuje vesmírem rychlostí asi 1,6 milionu km/h. Jak vysvětluje průvodní text na UniverseToday, vítr pulsaru se táhne za pulsarem, zatímco před neutronovou hvězdou se nachází příďový ráz (bow shock). Před několika desítkami let se však příďový ráz zastavil a pulsar a jeho vítr jej dohnaly. To vedlo k interakci mezi pulsarem a mezihvězdným magnetickým polem. Výsledkem byl vznik dalšího výtrysku vysokoenergetických elektronů a pozitronů. Ty se pohybovaly podél siločar mezihvězdného magnetického pole a zpomalily na přibližně třetinu rychlosti světla. Přitom vyzařovaly rentgenové záření: právě díky tomu observatoř Chandra celou strukturu vidí jako mimořádně dlouhé vlákno.
Vědci pozorovali pozitrony u pulsarů již dříve, ale to neunikaly dále a místo toho existovaly v jakémsi halo kolem pulsaru. Toto halo je pozůstatkem procesů spojených ještě s kolapsem jádra supernovy, jež pulsar vytvořila. Nesmírně dlouhé vlákno vycházející z PSR J2030+4415 ale ukazuje, že pozitrony u pulsarů nejen vznikají, ale mohou oblast i opouštět a některé z nich by mohly dosáhnout i Země. To pomáhá vysvětlit nadbytek pozitronů detekovaných přístrojem AMS-02 na ISS.
Autory studie The Long Filament of PSR J2030+4415 publikované v The Astrophysical Journal Letters jsou Martijn de Vries a Roger W. Romani ze Stanfordovy univerzity.
The Long Filament of PSR J2030+4415
Martijn de Vries, Roger W. Romani
https://doi.org/10.48550/arXiv.2202.03506
Zdroj: Rvan Gough: A Pulsar is Blasting out Jets of Matter and Antimatter. UniverseToday.com a další
