Visatoje yra labai daug materijos ir labai nedaug antimaterijos. Pastarąją sudaro dalelės, visiškai analogiškos materijos dalelėms, tačiau turinčios priešingą krūvį; pavyzdžiui, elektronų analogai pozitronai yra teigiami, o antiprotonai – neigiami. Susidūrusios materijos ir antimaterijos dalelės anihiliuoja tarpusavyje ir išspinduliuoja gama fotonų porą. Tad antimaterija niekur neturėtų egzistuoti ilgą laiko tarpą.
Pulsaras © NASA/CXC/Stanford Univ./M. de Vries; Optical: NSF/AURA/Gemini Consortium)
Bet visgi Visatoje jos yra, ir yra daugiau, nei prognozuoja įprastiniai modeliai. Taigi esama kažkokių antimaterijos šaltinių, kurie tuose modeliuose neįvertinami. Viena galimybė būtų pulsarai – labai greitai aplink savo ašį besisukančios neutroninės žvaigždės.
Naujo tyrimo rezultatai sustiprina šį įtarimą. Jau kurį laiką žinoma, kad palyginus netolimas pulsaras PSR J2030+4415 turi čiurkšlę, kurioje esama tiek elektronų, tiek pozitronų. Dešimt metų trukę stebėjimai rentgeno spindulių ruože parodo tiek paties pulsaro, tiek jį gaubiančio medžiagos burbulo pokyčius. Pulsaras juda daugiau nei 400 km/s greičiu, o prieš maždaug 20-30 metų prasiveržė pro tankesnių dujų smūginę bangą, kurią sustūmė jo paties spinduliuotė.
Tuo metu aplink pulsarą pradėjo plėstis naujas burbulas, kurio augimą maždaug 120 km/s greičiu pavyko išmatuoti skirtingu metu darytose nuotraukose. Tačiau daug įdomiau yra tai, kad čiurkšlė, atrodo, irgi pradėjo formuotis pulsarui kirtus smūginę bangą. Greičiausiai pulsaro magnetinis laukas – kuris neutroninėse žvaigždėse visada labai stiprus – tada susijungė su tarpžvaigždinio magnetinio lauko linijomis ir suformavo tūtą, kurioje elektringos dalelės labai įgreitėjo. Palikusios pulsarą, jos ėmė judėti maždaug trečdaliu šviesos greičio ir suformavo maždaug septynių šviesmečių (2,3 parseko) ilgio juostą, kuri atrodo kaip čiurkšlė.
Tai pirmas atvejis, kai antimaterija – pozitronai – pastebima pabėganti nuo pulsaro į platesnę kosminę aplinką. Anksčiau pozitronai buvo aptinkami tik labai arti aplink pulsarus ir buvo manoma, kad jie pranyksta, susidūrę su aplinkinėmis dujomis. „Čiurkšlė“ duoda ir daugiau informacijos apie pulsaro ir aplinkos evoliuciją. Skirtingose jos vietose išspinduliuojamų rentgeno fotonų spektras skiriasi; tai reiškia, kad skiriasi ir dalelių energijų spektras, o tai, savo ruožtu, rodo, kad dalelių pabėgimas iš pulsaro aplinkos vyko nevienodai.
Ateityje mokslininkai tikisi panaudoti šią informaciją, kad geriau suprastų tiek antimaterijos pabėgimą iš pulsarų aplinkos, tiek jos sklidimą Galaktikoje.
Tyrimo rezultatai „arXiv“.
