დედამიწას დიდი ოდენობით ანტიმატერია ურტყამს - არავინ იცის, რატომ

21:09, 18.11.2017

კოსმოსის სიღრმეებიდან თავზე გამუდმებით გვაწვიმს მაღალი სიჩქარის კოსმოსური გამოსიხვება; მათ შორის არის მცირე ოდენობით ანტიმატერიის ნაწილაკები, რომლებსაც პოზიტრონებს უწოდებენ.

ასტრონომთა აზრით, დედამიწაზე ეს „ანტიელექტრონები“ პულსარების წყალობით ცვივა, მაგრამ არის ერთი უცნაური მომენტი — ეს ნაწილაკები ჩვენკენ იმაზე დიდი ოდენობით მოდის, ვიდრე უნდა მოდიოდეს. თუმცა ამჯერად, ახალი კვლევის შედეგად, შეიძლება ეს უცნაურობა საბოლოოდ ამოვხსნათ.

კოსმოსური სხივები უკიდურესად ჩქარი ნაწილაკებია, რადგან ისინი კოსმოსიდან მაღალი ენერგიების მიერაა გამოგდებული. ამ სუპერჩქარი ნაწილაკების მცირე პროცენტს შეადგენს პოზიტრონები, მაგრამ ბოლომდე დარწმუნებით არავინ იცის, სად ან როგორაა ისინი წარმოქმნილი.

ყველაფერი უფრო დამაბნეველი გახდა 2008 წელს, როდესაც დედამიწის ორბიტაზე მოძრავმა ზონდმა PAMELA-მ დაფიქსირა, რომ ჩვენს კოსმოსურ კუთხემდე იმაზე მეტი პოზიტრონი აღწევდა, ვიდრე გვეგონა.

ფართო საერთაშორისო ჯგუფმა ანალიზი ჩაუტარა მექსიკაში, ზღვის დონიდან დიდ სიმაღლეზე განთავსებულ ვატერ-ჩერენკოვის ობსერვატორიის (HAWC) მიერ ბოლო ხანებში შეგროვილ მონაცემებს. მათი მიზანი იყო შეემოწმებინათ ჰიპოთეზა, რომლის მიხედვითაც, ჭარბი ანტიმატერია შესაძლოა გათქვეფილი იყოს ისეთი მძლავრი ობიექტების მიერ, როგორიცაა პულსარები.

პულსარები ნეიტრონული ვარსკვლავებია, რომლებიც თავიანთ სუპერმძლავრი მაგნიტური ველით ანაწილებენ და ნაკადის სახეს აძლევენ დამუხტულ ნაწილაკებს. სახელი „პულსარი“ ეწოდათ იმ ნაკადის გამო, რომელიც მათი მოძრაობისას წრეს შემოწერს, რაც დედამიწიდან მტკიცე, სწრაფად პულსირებადი სინათლის სახით ჩანს.

როდესაც ეს ნაკადი გაჰკრავს გარშემორტყმულ მტვერსა და გაზებს, მოქმედებს ნაწილაკების გიგანტური აქსელერატორის სახით, ერთად დღვებს ნაწილაკებს და ენერგიისგან წარმოქმნის ახალი სახის მატერიას.

ელექტრონებისა და მათი ორეულების, „ანტიმატერიის“ ამოჟლეტვის ფონზე, შესაძლებელია გაჩნდეს მათი ტყუპები, რომლებიც დაუყოვნებლივ უკან გაითქვიფება შეჯახების შედეგად წარმოქმნილი შოკური ტალღების შედეგად.

ყველა ვარიანტში, ეს მხოლოდ თეორიაა.

შესაბამისად, როდესაც HAWC-ის ობსერვატორიამ ცოტა ხნის წინ რამდენიმე ასეული სინათლის წლის მანძილზე ორი პულსარი დააფიქსირა ამ ანერგეტიკული პოზიტრონების შესასწავლად, ნამდვილად ბრწყინვალე შანსი გაჩნდა ჰიპოთეზის შესამოწმებლად.

„HAWC-ის ობსერვატორიის დეტექტორებმა სხვა გამოსხივებებს შორის ჩაიწერა ელექტრონთა გარკვეული პოპულაციის ელექტრონთა გამა-გამოსხივებაც; ელექტრონები წარმოქმნილი და აჩქარებული იყო პულსართა უზარმაზარი ენერგიებით“, — ამბობს პოლონეთის მეცნიერებათა აკადემიის ფიზიკოსი ფრანსისკო სალესა გრეუსი.

„მთავარი კითხვა იყო: არის თუ არა იქ ამ ელექტრონთა საკმარისი ოდენობა მათთან ურთიერთქმედებისა და პოზიტრონების მართებული რაოდენობის წარმოსაქმნელად?“
პასუხი იყო — არა.

17 თვის განმავლობაში მონაცემების შეგროვებისა და მათი ანალიზის შემდეგ, მკვლევრებმა დაადგინეს, რომ უკიდურესად მაღალი ენერგიის მქონე ზოგიერთ პოზიტრონზე პასუხისმგებელნი იყვნენ პულსარები, მაგრამ ციფრები ჯერ კიდევ გაცილებით მცირე იყო, რათა ყველა მათგანი აეხსნა“.

„იქიდან გამომდინარე, რომ ჩვენამდე მოღწეული მაღალენერგიული პოზიტრონების წარმოებაში ახლომდებარე პულსარების ჩართულობა ასე მოკრძალებულია, უფრო და უფრო სავარაუდო ხდება სხვა ახსნები“, — ამბობს პოლონეთის მეცნიერებათა აკადემიის ბირთვული ფიზიკის ინსტიტუტის მკვლევარი საბრინა კასანოვა.

ერთ-ერთი ახსნის მიხედვით, ჩვენამდე მოღწეულ პოზიტრონებზე პასუხისმგებელია ბნელი მატერიის მასიური ნაწილაკების დაშლა.

მაცდური იდეაა. განსაკუთრებით იმიტომ, რომ უნდა გაგვიყვანოს იმ გზაზე, რომელიც ნათელს მოჰფენს სამყაროს მასის მეოთხედის შემადგენელ აჩრდილისებრ მატერიას და ბოლოსდაბოლოს შევძლებთ დავიწყოთ მისი სხვა მახასიათებლების შესწავლა.

მაგრამ მნიშვნელოვანია გვახსოვდეს, რომ ერთი ჰიპოთეზის სიკვდილი არ გახლავთ მეორის გაძლიერების პირდაპირი მტკიცებულება.

ბნელი მატერიისა და უკიდურესად სწრაფი პოზიტრონების საიდუმლო კვლავ საიდუმლოდ რჩება. ამ ეტაპზე, შეგვიძლია მხოლოდ ლოდინი.

კვლევა ჟურნალ Science-ში გამოქვეყნდა.

მომზადებულია ScienceAlert-ის მიხედვით

ავტორი - მიხეილ ჭაბუკაშვილი

მეცნიერება