Впервые в истории астрономии зафиксирована аннигиляция вещества и антивещества
Два года назад произошел колоссальной мощи гамма-всплеск, сильнейший за всю историю астрономических наблюдений. Прошло слишком мало времени, чтобы астрономы успели досконально изучить его, установив хотя бы его источник. Но новые факты систематически выплывают на поверхность, добавляя элементы в сложнейший паззл. Один из них, не менее уникальный, чем сам всплеск, удалось добыть благодаря телескопу «Ферми».
Рекордной мощи вспышка в диапазоне самых высоких энергий получила соответствующее название — BOAT, то есть Brightest Of All Time (ярчайшая за все времена). Но даже оно не передает всех особенностей данного явления, которые озадачили не одну сотню астрофизиков. Самое интересное, впрочем, вначале осталось незамеченным. Из-за того, что пришедший из космоса поток излучения «перенасытил» большинство размещенных на орбите детекторов, они пропустили те детали, которые появились через какое-то время после начала вспышки.
При взаимодействии света с веществом может происходить кратковременное поглощение и повторное излучение энергии, которое в итоге серьезно меняет весь имеющийся спектр. И одновременно открывает множество подробностей, которые в противном случае были бы непостижимы — например, о конкретных химических элементах, участвующих во взаимодействии. Чем более высока энергия излучения — тем интереснее вскрывающиеся детали. Например, при гамма-всплеске теоретически вполне реально «увидеть» даже аннигиляцию вещества и антивещества. Наблюдалось ли нечто подобное в ходе BOAT? Долгое время считалось, что нет. Однако появились новые донные.
«Через несколько минут после BOAT монитор гамма-всплесков телескопа «Ферми» зафиксировал необычный пик энергии. Когда я впервые увидела его, у меня мурашки побежали по коже. Проведенный с тех пор анализ показывает, что это первая достоверная линия поглощенного излучения, когда-либо наблюдавшаяся за 50 лет изучения гамма-всплесков», — поделилась ведущий автор исследования, доктор Мария Эдвидж Равазио из Университета Радбуда в голландском Неймегене.
Раньше астрофизики неоднократно «обнаруживали» подобные особенности в других, менее мощных гамма-всплесках. Но все они рано или поздно оказывались лишь статистическими флуктуациями. Но в случае с BOAT не так: вероятность того, что зафиксированное явление — всего лишь шум, составляет не более одного шанса на полмиллиарда.
Экзотическая спектральная линия появилась примерно на пятой минуте после фиксации вспышки. К счастью, это произошло достаточно поздно, чтобы по крайней мере на «Ферми» перестал ощущаться «эффект перенасыщения». К тому же она сохранялась по меньшей мере 40 секунд, а ее пиковая мощь составила 12 МэВ — то есть примерно в 6 миллионов раз больше, чем максимальная энергия видимого света.
Что это было? Пока доподлинно неизвестно, но команда исследователей считает вполне вероятным, что это была та самая неуловимая вспышка аннигиляции: момент встречи привычных нам электронов и их двойников из антивещества — позитронов. Если эта гипотеза верна, то для того, чтобы достичь указанной мощи, аннигилирующим частицам надо было мчаться по направлению к нам со скоростью около 99,9% скорости света.
