Sebagian besar antimateri yang mengisi ruang galaksi Bima Sakti kita mungkin merupakan sisa-sisa bintang mati, kata penelitian baru. Menurut para ilmuwan, pekerjaan mereka mampu memecahkan misteri astrofisika yang sudah ada lebih dari 40 tahun.
Setiap partikel materi biasa memiliki antipoda - antimateri, yang memiliki massa yang sama, tetapi pada saat yang sama memiliki muatan yang berlawanan. Misalnya, antipartikel elektron bermuatan negatif akan menjadi positron bermuatan positif. Ketika partikel dan antipartikel bertabrakan, itu mengarah pada kehancuran (pemusnahan) dan pelepasan energi yang kuat. Hanya satu gram antimateri, yang bertabrakan dengan satu gram materi biasa, yang mampu menimbulkan ledakan, di mana tingkat pelepasan energinya akan dua kali lebih tinggi dari ledakan bom yang dijatuhkan di Hiroshima.
Lebih dari 40 tahun yang lalu, para ilmuwan pertama kali menentukan bahwa sinar gamma yang dipancarkan selama pemusnahan positron sedang dilepaskan pada saat itu ke semua arah galaksi. Berdasarkan penemuan ini, diasumsikan bahwa setiap detik di dalam Bima Sakti, 10 ^ 43 positron (satu dengan 43 nol) musnah. Studi yang sama menunjukkan bahwa keberadaan sebagian besar positron ini ditentukan di pusat galaksi (batang pusat), dan bukan di piringan galaksi itu sendiri, meskipun pada kenyataannya batang itu sendiri mengandung kurang dari setengah dari seluruh massa Bima Sakti.
Telah dihipotesiskan bahwa sumber emisi positron ini adalah bahan radioaktif yang disintesis oleh bintang. Namun, selama beberapa dekade berikutnya, para ilmuwan tidak pernah dapat menentukan jenis bintang yang mampu menghasilkan antimateri dalam jumlah seperti itu. Belakangan, asumsi lain dibuat: ejeksi positron dapat dibuat oleh sumber-sumber langka, seperti lubang hitam supermasif yang terletak di sebagian besar pusat galaksi, serta partikel materi gelap yang saling memusnahkan.
Sumber positron ini adalah misteri dengan sejarah lebih dari 40 tahun. Tapi untuk menjelaskan positron, Anda tidak memerlukan unsur eksotis seperti materi gelap,”kata penulis utama studi baru, astrofisikawan Universitas Nasional Australia Roland Crocker.
Menurut pendapatnya, sumber ini mungkin supernova - ledakan dahsyat dari bintang yang mampu menghasilkan positron dalam jumlah besar. Ini, menurut ilmuwan, dikonfirmasi oleh fakta di mana positron ini paling sering ditemukan.
Crocker berfokus pada supernova yang mirip dengan objek yang dikenal sebagai SN 1991bg. Jenis objek ini, ternyata, lebih umum di galaksi lain, tetapi lebih jarang daripada supernova biasa. Tidak seperti kebanyakan supernova biasa, yang hampir bisa menggerhana semua bintang lain di galaksi, jenis supernova yang diselidiki tidak menghasilkan cahaya tampak dalam jumlah besar dan dianggap sangat langka. Dan itulah mengapa, menurut peneliti, sangat jarang ditemukan di Bima Sakti.
Penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa jenis supernova samar yang serupa dapat muncul ketika dua katai putih bergabung. Yang terakhir memiliki kepadatan yang sangat tinggi dan mewakili inti dari bintang mati (seukuran Bumi), yang tersisa setelah bintang benar-benar menghabiskan bahan bakar termonuklirnya dan telah kehilangan lapisan luarnya. Kebanyakan bintang, termasuk Matahari kita, suatu hari akan menjadi katai putih.
Video promosi:
Kembali ke supernova tipe SN 1991bg, perlu dicatat bahwa mereka secara khusus muncul ketika dua katai putih bermassa rendah bertabrakan, dengan salah satunya kaya karbon dan cadangan oksigen, dan yang lainnya dengan helium. Meskipun langka di antara supernova, spesies ini mampu menghasilkan sejumlah besar isotop radioaktif yang dikenal sebagai titanium-44. Dan dialah yang memilih positron-positron yang telah ditemukan oleh para astronom di seluruh Bima Sakti.
Pada saat mayoritas supernova lahir dari bintang muda dan masif, objek seperti SN 1991bg paling sering ditemukan di daerah di mana bintang tua berusia antara 3 dan 6 miliar tahun berlaku. Perbedaan usia ini dapat menjelaskan mengapa positron yang ditemukan sebelumnya diamati terutama di batang tengah Bima Sakti, yang berisi sejumlah besar bintang tua, daripada di cakram galaksi luar.
Crocker juga mencatat di sini bahwa sumber lain mungkin bertanggung jawab atas munculnya sejumlah positron tertentu.
“Meskipun ini tidak perlu, mengingat objek dari tipe SN1991bg mampu menjelaskan secara independen seluruh fenomenologi positron. Bukti terbaru menunjukkan bahwa sumber positron terikat erat ke pusat galaksi. Dalam model kami, hal ini dijelaskan oleh fakta bahwa bintang-bintang tua sebagian besar tersebar dalam radius 200 parsec (sekitar 650 tahun cahaya) di sekitar pusat galaksi dalam bentuk lubang hitam supermasif. Namun demikian, akan sangat menarik untuk menganggap lubang hitam itu sendiri sebagai sumber tambahan,”Crocker menyimpulkan.
NIKOLAY KHIZHNYAK
