Маленький пульсар выпускает огромный пучок частиц: ключ к происхождению антиматерии

Антиматерия является «противоположностью» брускового теста (нормальной материи, окружающей нас) и существует во Вселенной лишь в небольших количествах. Известно, что оно испускается космическими объектами, излучающими очень большое количество энергии (например, сверхновыми и пульсарами), но в основном блокируется мощными магнитными полями, исходящими от этих объектов.Благодаря новому виду с космического телескопа НАСА «Чандра», диаметр которого составляет всего 16 км и проецирует огромное количество материи и антиматерии. С длиной в 40 миллиардов километров это самый большой луч пульсара, когда-либо наблюдавшийся с земли. Эта необычайная сила, действующая на столь маленький космический объект, привела к неожиданному явлению. Пульсарный луч, состоящий из материи и антиматерии, был спроецирован на землю. Это, вероятно, объясняет происхождение антиматерии во Вселенной.

Пульсары (или нейтронные звезды) почти всегда являются результатом коллапса очень плотного ядра большой звезды. Они характеризуются быстрым вращением и испусканием периодических электромагнитных лучей, пронизывающих пространство (из-за быстрого вращения звезды вокруг себя).

Пульсар Чандры, PSR J2030+4415, был обнаружен в 2020 году, но ученые не смогли использовать максимум его электромагнитных лучей, поскольку он находился за пределами границ детекторов, используемых в то время в космической обсерватории (1600 световых лет от Земли). Польза.

Благодаря новым наблюдениям в рентгеновских лучах исследователи из НАСА и Стэнфордского университета обнаружили, что этот луч на самом деле в три раза превышает первоначальную оценку. Даже для пульсара такого диаметра скорость вращения впечатляет (три оборота в секунду). Электромагнитный луч простирается на 40 миллиардов километров! Для лучшего понимания представьте себе сферу размером с небольшой город, вращающуюся быстрее, чем обычный потолочный вентилятор.

Читайте также: Происхождение жизни на Земле: туннельный эффект (из квантовой механики) может быть ключом к разгадке

В отличие от своих соседей, Земля является домом для многих столь же сложных форм жизни. Однако ее происхождение остается загадкой. Многие исследования..

Мартин де Врис, исследователь из Стэнфордского университета и автор исследования, сказал: «Невероятно, что пульсары диаметром всего 16 км могут создавать большие структуры, видимые в течение тысяч лет». Относительные размеры этих объектов поражают воображение». Если бы эта нить протянулась от Нью-Йорка до Лос-Анджелеса, то пульсар был бы примерно в 100 раз меньше, чем самый маленький объект, видимый невооруженным глазом», — поясняет он в релизе. Более подробная информация об исследовании будет опубликована в Astrophysical Journal в ближайшем будущем. Оно уже доступно на сервере ARXIV.

Большая часть Вселенной состоит из обычной материи, и хотя первобытная антиматерия (которая, согласно нашей теории, сосуществует с массой, эквивалентной первобытной материи, во время больших взрывов) почти полностью исчезла, значительное количество позитронов (античастиц электронов) продолжает попадать на Землю. Результаты нового исследования могут дать новые подсказки относительно возможной причины возникновения антиматерии в Млечном Пути.

Новый вид пульсара, который «пропускает» антиматерию

Важно отметить, что электромагнитные лучи, испускаемые пульсарами, содержат как материю, так и антиматерию. Антиматерия — это, по сути, та же материя, что и обычная, но с обратным зарядом. Она состоит из античастиц, которые являются аналогами частиц в нормальной материи; в излучении PSR J2030+4415 исследователи обнаружили позитроны.

Одно из требований для создания антиматерии — высокое магнитное поле и высокая скорость вращения. Это два экстремальных условия, при которых могут возникать пульсары. Эти параметры приводят к ускорению частиц и излучению высокой энергии. При этом образуются электронно-положительные пары. Таким образом, происходит преобразование энергии в массу и обычный процесс преобразования массы в энергию (согласно уравнению Альберта Эйнштейна E =MC²) регрессирует.

Однако ранее считалось, что магнитное поле пульсара не позволяет позитронам вырваться наружу. Однако этот новый пульсар, по-видимому, можно было немного выбросить в космос. Двигаясь со скоростью около 1 600 000 км/ч, образуется ветер, насыщенный частицами. Предполагается, что эти частицы находятся в сильном магнитном поле пульсара.

Кроме того, движение пульсара вперед обычно вызывает ударную волну газа. Это похоже на скопление воды, создаваемое носом лодки, который обычно раскалывает воду вперед. Однако движение, по-видимому, остановилось около 20-30 лет назад в PSR J2030+4415, который догнал его. Это вызвало взаимодействие с межзвездным магнитным полем. Она движется почти по прямой линии слева направо. Последний механизм может привести к появлению частиц. Магнитное поле пульсара соединилось с межзвездным магнитным полем, и энергичные электроны и позитроны вырвались через каналы, образованные этим соединением», — говорит соавтор исследования Роджер Романи, научный сотрудник Стэнфордского университета.

По словам авторов исследования, мощные и длинные лучи, испускаемые PSR J2030+4415, показывают, что заряженные частицы могут рассеиваться в космосе и достигать Земли.

Что такое пульсар? Как пульсары пульсируют? Когда появились пульсары?