Prvi put su naučnici verovatno detektovali signale anihilacije antimaterije koji dolaze izvan granica Mlečnog puta. Ovo otkriće sugeriše da naša galaksija ne samo da je proizvodi više nego što se mislililo, nego da ona curi u duboki svemir prkoseći zakonima za koje se verovalo da je drže zarobljenom.
Decenijama su astronomi posmatrali neobičan, sablasni sjaj koji dopire iz samog centra naše galaksije. To nije obična svetlost zvezda, već visokoenergetska emisija gama zraka koja nastaje u stalnom plesu uništenja. U srcu Mlečnog puta čestice obične materije sudaraju se sa svojim ogledalskim suprotnostima – česticama antimaterije poznatim kao pozitroni – brišući jedni druge u trenu.
Poreklo ove ogromne antimaterije dugo je bila jedna od najčuvanijih tajni kosmosa. Međutim, nova istraživanja donose preokret koji niko nije očekivao. Prvi put su naučnici verovatno detektovali signale anihilaciju antimaterije koji dolaze izvan granica Mlečnog puta. Ovo otkriće sugeriše da naša galaksija ne samo da proizvodi više antimaterije nego što se mislililo, nego da ona curi u duboki svemir prkoseći zakonima za koje se verovalo da je drže zarobljenom.
Pozitroni su antimaterijski pandani elektronima – imaju identičnu masu i spin, ali suprotan, pozitivan električni naboj. Oni su, u suštini, zli blizanci materije od koje smo svi sazdani. Kada se pozitron sretne sa elektronom, dolazi do procesa anihilacije: obe čestice nestaju, pretvarajući svoju masu u čistu energiju. Taj događaj ne emituje vidljivu svetlost, već specifično gama zračenje.
Naučnici traže energetski potpis od tačno 511 keV (kiloelektronvolti). Ova vrednost je nepogrešiv dokaz da je negde u prostranstvu došlo do sudara materije i antimaterije. Ovaj naučni proboj postignut je analizom podataka sa svemirskog teleskopa INTEGRAL, koji je više od dve decenije (od 2002. do 2025. godine) mapirao nebo u domenu gama zračenja. Fizičari Tomas Zigert i Hiroki Joneda sproveli su rigoroznu analizu, deleći dvadesetogodišnje podatke na trogodišnje intervale da bi eliminisali mogućnost da su signali samo plod instrumentalne greške. Rezultat je najdetaljnija mapa anihilacije ikada napravljena, koja je otkrila postojane signale u dva specifična ekstragalaktička regiona:
Region Opis
Complex C Ogroman oblak vodonika koji pada ka disku Mlečnog puta.
Magellanic Stream Dugačka traka gasa koja se proteže iza Velikog i Malog Magelanovog oblaka.
Otkriće antimaterije u ovim udaljenim područjima postavlja pred naučnike ozbiljan paradoks. Naime, da bi pozitroni mogli da se anihiliraju i proizvedu detektovano gama zračenje, oni moraju biti spori. Ali, da bi dospeli tako daleko od centra galaksije, morali bi se kretati izuzetno brzo, skoro brzinom svetlosti. Kako je moguće da su pobegli iz galaksije, a da su ipak spori tamo gde ih vidimo?
Objašnjenje leži u mehanizmu kočenja: naučnici veruju da visokoenergetski pozitroni napuštaju disk Mlečnog puta velikom brzinom, ali tek kada udare u guste oblake gasa, kao što su Complex C ili Magelanov tok (Magellanic Stream), taj gas deluje kao kočioni medijum. Čestice usporavaju, sudaraju se sa elektronima i tek tada postaju vidljive našim instrumentima. Do sada se smatralo da je ovakvo bekstvo iz magnetnog zagrljaja galaksije praktično nemoguće.
Ako ovi pozitroni zaista uspevaju da pobegnu u međugalaktički prostor, to znači da je njihovo stvaranje u našoj galaksiji drastično potcenjeno. Podaci ukazuju na nivoe koji prkose dosadašnjim modelima:
- Procenjena stopa proizvodnje iznosi neverovatnih 100 tredeciliona (1044) pozitrona u sekundi.
- Ovo je 2-3 puta više od prethodnih naučnih procena.
- Tradicionalni izvori – crne rupe, neutronske zvezde i eksplozije supernova – jednostavno ne mogu da proizvedu toliku količinu antimaterije.
Kada konvencionalna astrofizika udari u zid, moramo se okrenuti egzotičnim objašnjenjima. Ukoliko supernove nisu dovoljne, jedan od glavnih kandidata za višak antimaterije jeste tamna materija. Konkretno, modeli lake tamne materije predviđaju čestice koje bi svojim raspadom mogle kontinuirano da generišu upravo ovakav priliv pozitrona.
Ipak, naučna zajednica zadržava dozu opreza. Trenutni signal ima snagu od 4 sigma. U svetu fizike to je prag velikog uzbuđenja (šansa da je reč o slučajnoj statističkoj fluktuaciji je samo 1 prema 15.000). Međutim, da bi se nešto proglasilo zvaničnim, nepobitnim naučnim otkrićem, potreban je zlatni standard od 5 sigma. Ovi primamljivi tragovi su doveli do same ivice nove fizike, ali nedostaje još jedan korak do potvrde.
Odgovor na pitanje odakle dolazi ova tajanstvena antimaterija verovatno će stići 2027. godine, kada NASA planira misiju COSI (Compton Spectrometer and Imager). Pomenuti instrument nove generacije imaće zadatak da sa neviđenom preciznošću mapira nebo i potvrdi da li su ovi ekstragalaktički signali stvarni. I omogućiće da se prate tragovi pozitrona unazad do mesta nastanka, bilo da su to skrivene crne rupe ili čestice tamne materije. Dok čekaju novi podaci, naučnici se suočavaju sa fascinantnom činjenicom: naša galaksija je znatno aktivnija i zagonetnija nego što se može zamisliti, a njena nevidljiva, antimaterijska strana tek počinje da se pokazuje.
(Ilustracija ChatGPT)
(Astronomski magazin)
