Астрофизики нашли возможные признаки аннигиляции антиматерии за пределами Млечного Пути

Немецкий и японский астрофизики Томас Зигерт из Вюрцбургского университета и Хироки Йонеда из Киотского университета проанализировали двадцатилетний архив данных гамма-телескопа INTEGRAL и обнаружили возможные признаки аннигиляции позитронов за пределами Млечного Пути. Результаты исследования опубликованы в журнале Astronomy & Astrophysics. Если интерпретация подтвердится, это станет первой в истории наблюдательной астрономии регистрацией внегалактической аннигиляции антиматерии.

Метод исследования

Ученые составляли наиболее детальные карты линии аннигиляции 511 кэВ — гамма-излучения, возникающего при встрече позитрона с электроном. INTEGRAL наблюдал небо с 2002 по 2025 год, и именно в полном массиве данных обнаружились слабые сигналы из двух неожиданных источников: высокоскоростного газового облака «Комплекс C», падающего на диск Млечного Пути, и Магелланова потока — ленты газа, тянущейся за Магеллановыми Облаками. Ни одна из этих областей не является источником значительного числа позитронов сама по себе. Это означает, что частицы, по всей видимости, покинули галактику, прежде чем аннигилировать в межгалактическом газе. Сигнал из Комплекса C достиг значимости 4 сигма — близко к стандартному порогу открытия в 5 сигма, но пока не превышает его.

Что это означает

По словам Зигерта, если интерпретация верна, это будет первым обнаружением внегалактической аннигиляции позитронов и будет означать, что содержание позитронов в Млечном Пути значительно превышает то, что наблюдается внутри. По оценкам авторов, Млечный Путь может производить около 10 в 14-й степени позитронов в секунду — в 2–3 раза больше, чем следует из существующих моделей, которые и без того не могут объяснить наблюдаемую аннигиляцию только известными источниками.

Что это меняет

Если эти цифры подтвердятся, конвенциональных астрофизических объяснений не хватит. Потребуется привлечение экзотических сценариев — в частности, аннигиляции легких частиц темной материи. Проверить гипотезу должен телескоп COSI, запуск которого запланирован на 2027 год. Открытие может стать важным шагом в понимании того, как устроена Вселенная на фундаментальном уровне, и указать на новые физические процессы, происходящие как внутри, так и за пределами нашей галактики. Оно также ставит под сомнение существующие модели образования и распространения позитронов, требуя пересмотра того, что мы знаем об антиматерии в космосе. Новые данные, которые сможет предоставить COSI, помогут либо подтвердить гипотезу, либо опровергнуть ее, открывая новую главу в астрофизике высоких энергий.