Землю "бомбардирует" антиматерия экзотического происхождения

Наблюдения за соседними пульсарами не помогли ученым найти источник загадочных потоков антиматерии, "бомбардирующих" Землю из космоса, что указывает на их крайне экзотическое происхождение.

"Эти замеры интересны по той причине, что они фактически полностью исключают возможность того, что эти "лишние" позитроны долетают до Земли от двух ближайших к нам пульсаров, если использовать самые простые модели их движения по межзвездной среде. Мы не говорим, что они были точно порождены темной материей, но теперь новые "пульсарные" теории должны как-то учитывать то, что мы обнаружили", — заявил Джордан Гудмэн (Jordan Goodman) из университета Мэриленда (США).

История этой космической загадки началась в 2008 году, когда российско-итальянский детектор антиматерии PAMELA, установленный на борт спутника "Ресурс-ДК1", обнаружил необычно большое число позитронов высоких энергий в околоземном космическом пространстве. Это впервые указало, что какой-то космический объект или процесс "обстреливает" нашу планету антиматерией.

В 2013 году эти данные были подтверждены детектором AMS-02, установленном на борт МКС в 2011 году, также обнаружившим необычный избыток антиматерии на орбите Земли. Антиматерия, как тогда отмечали ученые, была распределена по околоземному космосу достаточно случайным образом, что впервые указало на ее возможное экзотическое происхождение.

Гудмэн и его коллеги нашли неожиданное свидетельство в пользу этих идей российских и итальянских физиков, наблюдая за космическими лучами сверхвысоких энергий, рождающимися в атмосфере при столкновении земных атомов с частицами антиматерии, а также с другими типами космических лучей, при помощи телескопа HAWC.

Обсерватория HAWC представляет собой набор из трех сотен чанов с почти двумя сотнями тонн воды, тщательно очищенной от всех примесей и радиоактивных веществ, где можно наблюдать любопытный эффект, открытый советскими физиками почти сто лет назад.

Еще в 1934 году Павел Черенков и Сергей Вавилов заметили, экспериментируя с гамма-излучением, что его попадание в жидкость вызывает в ней слабое, но хорошо заметное свечение благодаря тому, что фотоны высоких энергий выбивают электроны и разгоняют их до скоростей, превышающих скорость света в воде. Этот эффект нашел широкое применение сегодня, его используют для обнаружения космических лучей и для "поимки" нейтрино.

Используя HAWC, ученые пытались понять, как много позитронов вырабатывают два ближайших к нам пульсара — PSR B0656+14 и SN 437 в созвездии Близнецов, считающиеся сегодня основным источником частиц антиматерии, "бомбардирующих" Землю.

Как предположили ученые, если оба этих объекта вырабатывают позитроны, то тогда те уголки неба, где они находятся, будут "подсвечены" пучками гамма-лучей сверхвысоких энергий с определенным спектром.

И в том, и в другом случае HAWC действительно удалось обнаружить гамма-излучение, порожденное распадами антиматерии, однако его мощность была на порядки ниже значений, которые должны были бы вырабатывать оба пульсара, если они служили бы источником всех запасов антиматерии на орбите Земли.

Как полагают ученые, движению позитронов мешают облака из газа и пыли, окружающие каждый пульсар и заставляющие почти все частицы антиматерии аннигилировать еще до того, как они могут добраться до Земли.

Вполне возможно, что источником этой "лишней" антиматерии действительно может быть темная материя, однако, как считает Гудмэн, пока об этом говорить преждевременно – необходимо проверить все остальные варианты, прежде чем переходить к самому экзотическому объяснению этой аномалии.