Когда будут введены в эксплуатацию и начнут работу в космическом пространстве два высокочувствительных орбитальных рентгеновских телескопа — европейский Athena и американский Lynx — исследователи смогут впервые обнаружить в нашей галактике «антизвёзды». Об этом рассказал директор Государственного астрономического института МГУ (ГАИШ) Константин Постнов, на международной конференции «Астрофизика высоких энергий сегодня и завтра», которая прошла в Институте космических исследований РАН (ИКИ РАН).
«В 2021 году наши французские коллеги определили 14 перспективных объектов, которые могут быть антизвёздами в Млечном Пути. Однако для подтверждения их существования необходимы новые инструменты наблюдения, такие как Athena и Lynx. Это связано с тем, что для обнаружения нескольких фотонов, необходимых для их идентификации, с помощью существующих орбитальных телескопов, в частности, японского XRISM, требуется более 11 дней непрерывных наблюдений», — сообщил Постнов.
По словам исследователя, «антизвёзды» — это гипотетические объекты, которые состоят не из привычного водорода, гелия и более тяжёлых элементов, а из аналогов из мира антиматерии. Эти необычные небесные тела будут устроены и выглядеть так же, как обычные звёзды, и будут излучать свет в результате аналогичных термоядерных реакций с участием частиц антиматерии.
Недавно на борту Международной космической станции был установлен детектор AMS-02, который обнаружил в околоземном пространстве большое количество частиц антиматерии. Это вызвало большой интерес учёных к поиску источников этих частиц. Одним из возможных источников могут быть антизвёзды.
Согласно существующим космологическим теориям, такие объекты могли сформироваться в ранней Вселенной и существовать в современном космосе. Однако пока астрономы не обнаружили их ни в Млечном Пути, ни в других галактиках.
Исследования, проведённые российскими учёными, демонстрируют, что антизвёзды можно идентифицировать по специфическим чертам в их спектре, которые связаны с процессами распада так называемого протония. Этот термин используется для обозначения экзотических атомов, состоящих из протона и антипротона. Взаимодействие этих частиц приводит к их взаимной аннигиляции и образованию множества фотонов.
Как подчеркнул Постнов, изменения в структуре спектра, вызванные этими процессами, будут настолько незначительными, что их не удастся обнаружить даже с помощью самых современных оптических и рентгеновских телескопов. Однако новые орбитальные рентгеновские обсерватории, такие как Athena и Lynx, смогут зафиксировать эти изменения. Запуск этих обсерваторий в следующем десятилетии позволит учёным впервые обнаружить «антизвёзды» и понять, связаны ли они с избытком антиматерии в околоземном пространстве, как отметил директор ГАИШ МГУ.
Исчезновение антиматерии в масштабах Вселенной
Космологами выдвигается гипотеза, что в самом начале своего существования Вселенная была наполнена равным количеством материи и антиматерии. Если это действительно так, то наш мир не должен быть таким, каким мы его знаем, поскольку все частицы материи и антиматерии должны были уничтожить друг друга в первые мгновения после Большого взрыва.
Уже много лет учёные пытаются понять, почему этого не произошло и почему антиматерии почти нет в наблюдаемой Вселенной.
В частности, некоторые исследователи считают, что частицы вещества и антивещества могут иметь незначительные, но важные различия в некоторых физических характеристиках, что могло бы объяснить исчезновение антивещества.
Для обнаружения таких аномалий учёные изучают взаимодействие частиц антивещества с «обычным» веществом, а также с различными природными силами. Для этого они используют ускорители частиц и оборудование, установленное на Международной космической станции.