Млечный Путь может терять антиматерию – астрономы, возможно, впервые заметили её аннигиляцию за пределами галактики

Где-то за пределами привычного свечения Млечного Пути вещество, возможно, встречается со своим зеркальным отражением и исчезает во вспышках энергии. Новое исследование указывает, что наша галактика может терять антиматерию. Частицы уходят в межгалактическое пространство и аннигилируют там с обычным веществом.

Группа астрономов, вероятно, впервые зафиксировала гамма-излучение, которое возникает при столкновении позитронов с электронами за пределами Млечного Пути. Работа даёт редкую возможность заглянуть в скрытый процесс на окраинах нашей галактики.

Антиматерию можно назвать зеркальным отражением обычного вещества. У каждой фундаментальной частицы есть античастица с той же массой, но с противоположным электрическим зарядом или другими обратными свойствами. Например, античастицей электрона выступает позитрон, который несёт положительный заряд.

При встрече частицы и античастицы происходит аннигиляция, в ходе которой их масса превращается в энергию. В случае пары электрон-позитрон эта энергия обычно уносится гамма-фотонами с характерной энергией 511 килоэлектронвольт (кэВ). Это значение соответствует энергии покоя электрона, и такая линия в спектре служит для учёных надёжным указателем на места, где исчезает антиматерия.

Линию 511 кэВ со стороны центра Галактики впервые зарегистрировали ещё в 1970-х годах в аэростатных экспериментах. С тех пор её происхождение остаётся одной из давних загадок астрофизики. Для новой работы исследователи использовали данные гамма-обсерватории INTEGRAL Европейского космического агентства (ЕКА), которая работала на орбите с 2002 года и завершила научные наблюдения в начале 2025-го.

На основе этих данных учёные составили детальную карту излучения Млечного Пути на энергии 511 кэВ. Большая часть сигнала пришла из центральных областей галактики, и именно здесь возникла проблема. Позитронов там аннигилирует значительно больше, чем могут объяснить известные источники.

Среди объектов, способных рождать позитроны, астрономы рассматривают:

• черные дыры

• нейтронные звёзды

• другие высокоэнергетические объекты

Однако даже вместе эти источники не покрывают того количества антиматерии, которое, судя по наблюдениям, производит Млечный Путь. Расхождение долгое время оставалось без убедительного объяснения.

Новая работа предлагает возможный ответ. По мнению исследователей, позитроны рождаются внутри Млечного Пути, но часть из них покидает галактику и уходит в межгалактическое пространство. Там частицы встречаются с электронами и аннигилируют уже за пределами галактики.

Эта гипотеза напрямую влияет на подсчёты. Количество позитронов в галактике астрономы оценивают по тому, где наблюдается их аннигиляция. Если часть частиц успевает сбежать и исчезает за пределами Млечного Пути, такие позитроны выпадают из статистики, а суммарное производство антиматерии оказывается заниженным.

Claude помог энтузиасту найти возможную экзопланету – она почти в полтора раза больше Земли

Облако длиной 1800 км на Марсе образуется так, как учёные считали невозможным

Согласно исследованию, наша галактика может производить заметно больше антиматерии, чем считалось ранее. Сигнал от аннигиляции за пределами Млечного Пути пока очень слабый, и для его подтверждения нужны новые наблюдения.

Помочь с этим может COSI (Compton Spectrometer and Imager) – это новый гамма-телескоп NASA, запуск которого запланирован на 2027 год. Инструмент рассчитан на работу в диапазоне мягкого гамма-излучения, куда попадает и линия 511 кэВ. COSI сможет точнее измерить слабые сигналы и уточнить, сколько антиматерии на самом деле производит Млечный Путь.