Fermi je možda otkrio uništavanje antimaterije

U listopadu 2022. astronomi su bili zapanjeni onim što je brzo nazvano BOAT, najsjajniji izboj gama zraka (GRB) svih vremena. Sada međunarodni znanstveni tim izvješćuje da podaci iz NASA-inog svemirskog teleskopa Fermi otkrivaju osobinu koja dosad nije viđena.

"Nekoliko minuta nakon erupcije BOAT-a, NASA-in Fermi svemirski teleskop gama zraka zabilježio je neobičan vrh energije koji je privukao našu pozornost", rekla je voditeljica istraživanja Maria Edvige Ravasio sa Sveučilišta Radboud u Nijmegenu, Nizozemska. "Kada sam prvi put vidjela taj signal, naježila sam se. Naša analiza od tada pokazuje da je to prva linija emisije visoke pouzdanosti ikada viđena u 50 godina proučavanja GRB-a."

Kada materija stupa u interakciju sa svjetlom, energija se može apsorbirati i ponovno emitirati na karakteristične načine. Ove interakcije mogu posvijetliti ili prigušiti određene boje (ili energije), proizvodeći ključne značajke vidljive kada se svjetlost raširi, poput duge, u spektru.

Te značajke mogu otkriti mnoštvo informacija, poput kemijskih elemenata uključenih u interakciju. Na višim energijama, spektralne značajke mogu otkriti specifične procese čestica, kao što je anihilacija materije i antimaterije za proizvodnju gama zraka, kao što možete vidjeti u ovom videu.

Navodna emisijska linija pojavljuje se gotovo 5 minuta nakon što je prasak detektiran i dosta nakon što se dovoljno zatamnio da okonča efekte zasićenja za Fermi. Linija je trajala najmanje 40 sekundi, a emisija je dosegla vršnu energiju od oko 12 MeV (12 milijuna elektron volti). Za usporedbu, energija vidljive svjetlosti kreće se od 2 do 3 elektron volta.

Dakle, što je proizvelo ovu spektralnu značajku? Tim smatra da je najvjerojatniji izvor anihilacija elektrona i njihovih pandana antimaterije, pozitrona.

"Kada se elektron i pozitron sudare, oni se ponište, proizvodeći par gama zraka s energijom od 0,511 MeV", rekao je koautor Gor Oganesyan sa Znanstvenog instituta Gran Sasso i Nacionalnog laboratorija Gran Sasso u L'Aquili, Italija. "Budući da gledamo u mlaz, gdje se materija kreće brzinom bliskom svjetlosnoj, ova emisija postaje jako pomaknuta u plavo i gura se prema mnogo višim energijama."

Ako je ovo tumačenje točno, da bi se proizvela emisijska linija koja ima vrhunac od 12 MeV, čestice koje uništavaju morale su se kretati prema nama brzinom od oko 99,9% brzine svjetlosti.

Istraživanje tima objavljeno u časopisu Science možete pronaći na ovoj poveznici.