511 keV 감마선 방출에 가장 적합한 '할로 + 디스크'모델의 모든 하늘지도. 이미지 크레디트 : INTEGRAL. 클릭하면 확대됩니다.
전자에 대한 반물질 물질 인 양전자는 전자의 양자 파 방정식 (Paul Dirac)에 의해 예측되었다. 몇 년 후, 1932 년에 칼 앤더슨은 우주의 양전자를 발견했으며, 1933 년에 Dirac은 노벨상을, 1936 년에는 앤더슨을 수상했습니다.
양전자가 전자를 만나면 소멸되어 두 개의 감마선이 생성됩니다. 그러나 때때로, 소멸은 양전자가 양전자로 대체 된 수소 원자와 같은 양전자의 형성으로 이어진다 (양전자는 그 자체의 상징, Ps를 갖는다). 포지 트로 늄은 2 가지 형태로 제공되며 불안정하며 2 개의 감마 (약 0.1 나노초 이내) 또는 3 개 (약 100 나노초 이내)로 붕괴됩니다.
천문학 자들은 1970 년대 이래로 우주에 양전자가 많이 있어야한다는 것을 알고 있습니다. 왜? 양전자와 전자가 2 개의 감마를주기 위해 멸절 할 때, 둘 다 동일한 파장, 약 0.024Å 또는 0.0024nm (입자 물리학 자와 같은 천문학 자들은 감마선의 파장에 대해 말하지 않고 그들의 에너지에 대해 말하고 있기 때문에) 이 경우 keV). 따라서 감마선 비전으로 하늘을 바라 본다면 물론 분위기 위에서! – 당신은 하나의 '컬러', 511 keV의 많은 감마를 볼 수 있기 때문에 양전자가 많이 있다는 것을 알고 있습니다. 그것은 우주에서 많은 붉은 (1.9 eV) H 알파를 알아 냄으로써 우주에 많은 수소가 있다는 결론과 비슷합니다. 밤하늘).
4 년 전 천문학 자들은 511 keV 선 강도와 비교하여 양전자의 3 감마 붕괴 스펙트럼에서 약 93 %의 양전자가 소멸되기 전에 소멸이 양전자를 형성하는 것을 보여 주었다.
양의 양은 얼마입니까? 은하 벌지에서 약 150 억 톤의 양전자가 매초 소멸됩니다. 그것은 바위 나 물과 같이 우리가 익숙한 수십억 톤의 전자에있는 전자만큼이나 질량입니다. 약 40km의 중간 크기의 소행성만큼이나.
J? rgen Kn? dlseder와 그의 동료들은 공개적으로 발표 된 INTEGRAL 데이터 (약 1 년 가치)를 분석함으로써 다음과 같은 사실을 발견했습니다.
- 은하 디스크에서 소멸되고있는 양전자는 아마도 최근 초신성에서 생산 된 동위 원소 인 Aluminium-26과 Titanium-44의 베타 + (즉, 양전자) 붕괴에서 비롯된 것일 가능성이 높습니다 '충적세')
- 그러나, 은하 벌브에서 디스크보다 양전자 소멸이 5 배 더 많다
- ‘포인트’소스가없는 것 같습니다.
물론, INTEGRAL 과학자에게 '지점'출처는 아마추어 천문학 자와 그 의미가 전혀 다릅니다! positronium 라인의 감마선 비전은 엄청나게 흐릿합니다. 6 개의 달 (3?)에있는 물체는‘포인트’처럼 보일 것입니다! 그럼에도 불구하고 Kn? dlseder와 그의 천체 물리학 연구팀은“우리가 검색 한 소스 중 어느 것도 상당한 511 keV 플럭스를 보여주지 않았다”고 말할 수 있었다. 이 40 가지 '일반적인 용의자'에는 펄서, 퀘이사, 블랙홀, 초신성 잔해, 별 형성 지역, 풍부한 은하단, 위성 은하, 블라 자르 등이 있습니다. 그러나 그들은 여전히 찾고 있습니다.“이 문제를 해결하는 데 도움이 될 Type Ia 초신성 (SN1006, Tycho) 및 LMXB (Cen X-4)와 같은 일반적인 용의자에 대한 전담 INTEGRAL 관측은 실제로 이루어지고 있습니다. ”
따라서 벌지에서 1 초마다 150 억 톤의 양전자가 소멸 되는가? Kn? dlseder는“포지트론 소멸에있어 가장 중요한 것은 원천이 여전히 미스터리라는 것입니다. “알루미늄 -26 붕괴로 디스크에서 희미한 방출을 설명 할 수 있지만, 대부분의 양전자는 은하의 벌지 영역에 위치하고 있으며 모든 관측 특성을 쉽게 설명 할 수있는 출처는 없습니다. 특히 511 keV 하늘을 다른 파장에서 관측 된 하늘과 비교하면 511 keV 하늘이 독특하다는 것을 알 수 있습니다! 우리가 관찰 한 것과 비슷한 다른 하늘은 없습니다.”
INTEGRAL 팀은 거대한 별, 콜라 파, 펄서 또는 우주 광선 상호 작용을 배제 할 수 있다고 생각합니다. 벌지 양전자의 원천이라면 디스크가 511 keV 조명에서 훨씬 밝을 것입니다.
벌지 포지트론은 다양한 프로세스를 통해 저 질량 X 선 이진, 클래식 노바 또는 타입 1a 초신성에서 나올 수 있습니다. 각 경우에있어서의 과제는 이들에 의해 생성 된 양전자가 충분히 오랫동안 생존하고 그들의 출생지로부터 충분히 확산 될 수있는 방법을 이해하는 것이다.
우주 현은 어때요? 최근의 탄마 Vachaspati 논문이이를 벌지 양전자의 가능한 공급원으로 제안한 반면 Kndlseder et al. 그들의 논문을 고려할 때,“우린 우리가 우주 현이 511 keV를 만든다는 것을 설명하기에 충분한 관측 제약이 있다는 것은 분명하지 않습니다. 우리는 우주 현이 존재하는지조차 모릅니다. 다른 모든 출처를 배제한 우주 현의 독특한 특성이 필요할 것입니다. 오늘날 우리는 이것과 거리가 멀다고 생각합니다.”
아마도 가장 흥미롭게도, 양전자는 저 질량 암흑 물질 입자와 그 안티 입자의 소멸, 또는 Kndldled et al. Boehm et al.에 의해 최근에 제안 된 바와 같이,“밝은 암흑 물질 (1-100 MeV) 소멸. (2004)는 아마도 가장 이국적이지만 은하계 양전자의 가장 흥미로운 후보 원일 것이다.” 암흑 물질은 양전자보다 훨씬 이국적이다. 암흑 물질은 반물질이 아니며 실험실에서 연구하는 것은 물론 아무도 그것을 포착 할 수 없었습니다. 천문학 자들은 그것이 편재하고 있으며 그 특성을 추적하는 것이 천체 물리학 및 입자 물리학에서 가장 인기있는 주제 중 하나라는 것을 인정합니다. 은하 벌지에서 소멸 된 양의 초당 양의 양의 양전자가 고전적 신성 또는 열핵 초신성에서 온 것이 아니라면 아마도 좋은 오래된 암흑 물질이 비난 될 것입니다.
