Mi okozza a Tejútrendszer rejtélyes gammasugárzását?

771

Jól ismert tény, hogy
a Tejútrendszerben a normál anyag mellett ún. antianyag is van,
leginkább pozitronok formájában. Ez a szubatomi részecske az
elektronnal majdnem minden tulajdonságában megegyezik, attól csak az
elektromos töltésének előjele különbözteti meg. Míg az elektronok
esetében ez negatív, a pozitronok pozitív töltéssel rendelkeznek. A
pozitronok keletkezésükkor a fényéhez nagyon közeli sebességet
szereznek, s több ezer fényévet is megtehetnek, mire a sűrű
gázfelhőkben annyira lelassulnak, hogy kölcsönhatásba tudnak lépni egy
ellentétes töltésű párjukkal, aminek eredménye az ún. annihiláció: a
két részecske megszűnik létezni, a nyugalmi tömegüknek megfelelő 2×511
keV energia pedig két gammafoton formájában szétsugárzódik.

Fantáziarajz az ESA gammasugárzást vizsgáló INTEGRAL műholdjáról.
[ESA]

Az ESA INTEGRAL (INTErnational Gamma-Ray Astrophysics Laboratory)
műholdjának elmúlt öt évben végzett mérései szerint a tejútrendszerbeli
gammasugárzás eloszlása nem az előzetes várakozásoknak megfelelő,
galaxisunk központi területei irányából 50 százalékkal több sugárzást
detektáltak, mint a Tejútrendszer külső részeiről. Ezt az aszimmetriát
sokan az elképzelések szerint az Univerzum nagy részét kitevő, s a
normál anyaggal elektromágneses úton nem, csak gravitációsan
kölcsönható sötét anyaggal hozták összefüggésbe.

A gammasugárzás mért eloszlása Richard Rothschild és Richard
Lingenfelter (University of California, San Diego) szerint azonban a
sötét anyag nélkül is értelmezhető, mégpedig a nagytömegű csillagok
szupernóva-robbanásakor keletkező radioaktív elemek (pl. nikkel, titán,
alumínium) bomlása során létrejövő pozitronok és elektronpárjaik
kölcsönhatásának segítségével.

Lingenfelter szerint a központi dudor vártnál kétszer nagyobb
pozitron-elektron annihilációs rátájának oka a következő. A külső
területeken a szupernóva-robbanások során keletkezett radioaktív nehéz
elemek bomlásából származó pozitronok könnyebben el tudnak szökni a
korongból, így az annihiláció nem a diszkben, hanem a halóban
következik be. A sűrűbb centrális területekről azonban sokkal kisebb
arányban tudnak csak kijutni, így az ott keletkezett pozitronok és
elektronok szétsugárzódásának jelentős része magában a dudorban
következik be.

Ha a központi részek gammasugárzás-többletének a sötét anyaghoz
lenne köze, akkor fel kellene tenni, hogy a pozitronok a keletkezési
helyükhöz, tehát a szupernóva-robbanásokhoz nagyon közel semmisülnek
meg. Lingenfelter szerint azonban vizsgálataik alapján egyáltalában nem
ez a helyzet, s ez is alátámasztja azt, hogy a sötét anyagnak ebben a
problémában nincs szerepe.

Az eredményeket részletező szakcikk az Astrophysical Journal c. folyóiratban jelent meg.

Forrás:

Hozzászólás

hozzászólás