Ryhmä astrofysiikan tutkijoita on ratkaissut gammasäteiden leviämisen mysteerin Linnunradan galaksissamme. Vaikka joidenkin tutkijoiden mielestä jakauma ehdotti havaitsemattoman ”pimeän aineen” muotoa, Kalifornian yliopiston San Diegon ryhmä ehdotti selitystä, joka perustui galaksin fyysisiin malleihin.
Kahdessa erillisessä tieteellisessä julkaisussa, joista viimeisin ilmestyy Physical Review Letters -lehden 10. heinäkuuta ilmestyneessä muodossa, astrofysiikit osoittavat, että gammasäteiden jakauma voidaan selittää sillä, että ”antimateriaalin positronit” aiheuttavat elementtien radioaktiivista hajoamista, galaksin massiivisten tähti räjähdysten luomat leviävät galaksin läpi. Se tarkoittaa, tutkijoiden mukaan, havaittu gammasäteiden leviäminen ei ole todiste pimeälle aineelle.
"Ei ole mitään suurta mysteeriä", sanoi UC San Diegon astrofysiikan ja avaruustieteiden keskuksen tutkija Richard Lingenfelter, joka suoritti tutkimuksia myös UCSD: n tutkijan Richard Rothschildin ja Claremontin fysiikan professori James Higdonin kanssa. korkeakouluissa. "Havaittu gammasäteiden jakauma on itse asiassa melko yhdenmukainen vakiokuvan kanssa."
Viimeisen viiden vuoden aikana eurooppalaisen INTEGRAL-satelliitin gammasäteemittaukset ovat hämmentyneet tähtitieteilijöitä, ja jotkut ovat väittäneet, että ”suuri mysteeri” oli olemassa, koska näiden gammasäteiden jakautuminen Linnunradan galaksin eri osiin ei ollut odotettua.
Tämän mysteerin lähteen selittämiseksi jotkut tähtitieteilijät olivat hypoteeseet pimeän aineen eri muotojen olemassaolon, jota tähtitieteilijöiden epäillään olevan olemassa - epätavallisista painovoimavaikutuksista näkyvään aineeseen, kuten tähtiin ja galakseihin, mutta joita ei ole vielä löydetty.
Tietysti tiedetään, että galaksiamme - ja muut - ovat täynnä pieniä subatomisia hiukkasia, joita kutsutaan positroneiksi, tyypillisten jokapäiväisten elektronien antimaterian vastineeksi. Kun elektroni ja positron kohtaavat toisensa avaruudessa, kaksi hiukkasta häviää ja niiden energia vapautuu gammasäteinä. Eli elektronit ja positronit katoavat ja kaksi tai kolme gammasätettä ilmestyvät.
"Nämä positronit syntyvät melkein valon nopeudella ja kulkevat tuhansia valovuosia ennen kuin ne hidastuvat tarpeeksi tiheissä kaasupilvissä, jotta heillä on mahdollisuus liittyä elektronin kanssa hävittääkseen kuolemantanssissa", Higdon selittää. ”Heidän hidastuminen tapahtuu muiden hiukkasten vetäessä heidän matkansa läpi avaruuden. Heidän matkaaan haittaavat myös galaktisen magneettikentän monet vaihtelut, jotka hajottavat niitä edestakaisin liikkuessaan. Kaikki tämä on otettava huomioon laskettaessa keskimääräistä etäisyyttä, jonka positronit kulkisivat syntymäpaikoistaan supernoova-räjähdyksissä. "
"Jotkut positronit suuntautuvat kohti galaksin keskustaa, jotkut kohti Linnunradan ulkoalueita, jotka tunnetaan nimellä galaktinen halo, ja jotkut ovat kiinni spiraalivarsissa", sanoi Rothschild. ”Vaikka tämän yksityiskohtainen laskenta on edelleen kaukana nopeimmista supertietokoneista, pystyimme käyttämään sitä, mitä tiedämme kuinka elektronit kulkevat aurinkokunnan läpi ja mitä voidaan päätellä heidän matkoistaan muualle arvioidaksesi kuinka heidän antiaineensa vastaavat kollegat tunkeutuvat galaksiin .”
Tutkijat laskivat, että suurimman osan gammasäteistä tulisi keskittyä galaksin sisäalueille, kuten satelliittitiedot havaitsivat, ryhmä kertoi viime kuussa Astrophysical Journal -lehdessä julkaistussa lehdessä.
"Havaittu gammasäteiden jakauma on yhdenmukainen standardikuvan kanssa, jossa positronien lähde on nikkelin, titaanin ja alumiinin isotooppien radioaktiivinen hajoaminen, joka on tuotettu aurinkoa massiivisempiä tähtiä sisältävissä supernoova-räjähdyksissä", Rothschild sanoi.
Tämän viikon Physical Review Letters -numeron seuralaisessa julkaisussaan tutkijat huomauttavat, että perusoletus yhdestä väitetyn mysteerin eksoottisimmista selityksistä - tumman aineen rappeutuminen tai tuhoaminen - on virheellinen, koska oletetaan, että positronit hävittävät hyvin lähellä räjähtäviä tähtiä, joista ne ovat lähtöisin.
"Osoimme selvästi, että näin ei ollut ja että gammasäteilysatelliitin havaitsemien gammasäteiden jakautuminen ei ollut" pimeän aineen signaalin "havaitsemista tai osoittamista", Lingenfelter sanoi.
Lähde: UC San Diego
