Kutatás az ősi antianyag után

2008.11.04. 13:59
Az asztrofizika egyik fontos problémája, hogy észlelhetők-e még az ősrobbanás során létrejött antianyag esetleges maradékának nyomai. A Lövedék-halmazban már nem érdemes ilyet keresnünk, írja a Magyar Csillagászati Egyesület híroldala.

Az antianyag olyan részecskékből áll, melyek a normál, bennünket körülvevő anyagot alkotó párjaiktól csak a töltésük előjelében és mágneses tulajdonságaikban különböznek, tömegük azonban megegyezik. Az antielektron (pozitron) töltése például pozitív, az antiprotoné pedig negatív.

A párok egymással kölcsönhatva megsemmisülnek, miközben keletkezhetnek más, kisebb tömegű párok is, a maradék energia pedig gamma fotonok formájában szétsugárzódik. Ez a folyamat az úgynevezett annihiláció. Az elméletek szerint az ősrobbanás során majdnem ugyanannyi antianyag keletkezett, mint normál anyag. Az arány természetesen nem lehetett 1:1, ugyanis akkor a sorozatos annihilációk során mindkét komponens teljes egészében megsemmisült volna, és az univerzum ma pusztán elektromágneses sugárzásból állna.

Az optikai tartományban készült felvétel a galaxisokat mutatja a Lövedék-halmazban. A halmazt kitöltő nagyon forró gáz eloszlását - röntgensugárzása alapján - a vörös szín jelzi. A terület átmérője 6,7 ívperc, azaz valamivel kisebb, mint a telihold átmérőjének negyede. [Röntgen - NASA/CXC/CfA/M. Markevitch és tsai; optikai - NASA/STScI, Magellan/U. Arizona/D. Clowe és tsai]

Kellett vagy kell léteznie valamilyen folyamatnak, ami enyhe aszimmetriát okozott, vagy esetleg dinamikusan fenntartja azt. A pontos számítások szerint minden 1 milliárd antirészecskére 1 milliárd és 1 részecske jutott az ősrobbanás után. A kölcsönös megsemmisülés után ez a kicsiny többlet megmaradt, és a megfigyelések szerint ma világunk egyik fő alkotórésze. A kutatókat azonban izgatja, hogy nem maradhattak-e fenn részben vagy egészben antianyagból álló szigetek a világegyetemben, és ezek nyomai valahogyan detektálhatók-e.

Az egyéb egzotikus kutatások (például a sötét anyag problémája) kedvelt célpontjának is számító Lövedék-halmaz (Bullet Cluster, 1E 0657-56) ezen területen is hasznos eredményekkel szolgál, még ha azok negatívak is. A 3,8 milliárd fényévre található objektum tulajdonképpen két ütköző galaxishalmaz konglomerátuma. Ha a halmazokban található intergalaktikus gáz jelentős arányban tartalmazna antianyagot, akkor az ütközés következtében az annihilációs folyamatok miatt az objektum irányából gammasugárzást is kellene detektálnunk.

Fantáziarajz az összeolvadó halmazokról. Ha bennük számottevő mennyiségű antianyag lenne, akkor az érintkező tartományok irányából erős gammasugárzást kellene detektálnunk. [NASA/CXC/M. Weiss]

A NASA Chandra műholdja által mért röntgensugárzás, illetve a CGRO (NASA Compton Gamma Ray Observatory) negatív eredménye - azaz a műszerek nem detektáltak gammasugárzást - alapján a Lövedék-halmazban az antianyag aránya 3 milliomod résznél biztosan kisebb. Az eredetileg egymástól körülbelül 65 millió fényév távolságra található halmazok kölcsönhatásának szimulációja azt is mutatja, hogy a fenti eredmények ezen a távolságskálán is kizárják az antianyag szignifikáns jelenlétét.



  • Hírek
  • Személyi kölcsön