A maior parte da antimatéria que preenche o espaço de nossa galáxia, a Via Láctea, pode ser remanescente de estrelas mortas, afirma uma nova pesquisa. Segundo os cientistas, seu trabalho é capaz de resolver o quebra-cabeça da astrofísica, que existe há mais de 40 anos.
Cada partícula de matéria comum tem um antípoda - antimatéria, que tem a mesma massa, mas ao mesmo tempo tem uma carga oposta. Por exemplo, a antipartícula de um elétron carregado negativamente será um pósitron carregado positivamente. Quando as partículas e antipartículas colidem, isso leva à sua destruição (aniquilação) e uma poderosa liberação de energia. Apenas um grama de antimatéria, colidindo com um grama de matéria comum, é capaz de causar uma explosão, na qual o nível de liberação de energia será duas vezes maior do que na explosão de uma bomba lançada em Hiroshima.
Mais de 40 anos atrás, os cientistas determinaram pela primeira vez que os raios gama emitidos durante a aniquilação de pósitrons estão sendo liberados naquele momento em todas as direções da galáxia. Com base nessa descoberta, presumiu-se que a cada segundo dentro da Via Láctea, 10 ^ 43 pósitrons (um com 43 zeros) se aniquilam. O mesmo estudo indicou que a presença da maioria desses pósitrons foi determinada no centro galáctico (barra central), e não no próprio disco galáctico, apesar de a própria barra conter menos da metade de toda a massa da Via Láctea.
Foi hipotetizado que a fonte de emissão desses pósitrons é material radioativo sintetizado pelas estrelas. No entanto, nas décadas seguintes, os cientistas nunca foram capazes de determinar o tipo de estrela capaz de gerar tamanha quantidade de antimatéria. Mais tarde, outra suposição foi feita: a ejeção de pósitrons pode ser criada por fontes raras, como buracos negros supermassivos localizados na maioria dos centros galácticos, bem como partículas de matéria escura se aniquilando umas com as outras.
“A origem desses pósitrons é um mistério com mais de 40 anos de história. Mas para explicar os pósitrons, você não precisa de nenhum elemento exótico como a matéria escura”, disse o principal autor do novo estudo, o astrofísico da Australian National University, Roland Crocker.
Em sua opinião, essa fonte pode ser supernovas - explosões catastróficas de estrelas capazes de gerar um grande número de pósitrons. Isso, segundo o cientista, é confirmado pelo fato de esses pósitrons serem encontrados com mais frequência.
Crocker se concentrou em supernovas semelhantes ao objeto conhecido como SN 1991bg. Esse tipo de objeto, como se viu, é mais comum em outras galáxias, mas com muito menos frequência do que as supernovas comuns. Ao contrário da maioria das supernovas comuns, que podem eclipsar virtualmente todas as outras estrelas nas galáxias, o tipo de supernova sob investigação não produz uma grande quantidade de luz visível e é considerado muito raro. E é por isso que, segundo o pesquisador, ela foi tão raramente encontrada na Via Láctea.
Estudos anteriores sugeriram que um tipo semelhante de supernova tênue pode aparecer quando duas anãs brancas se fundem. Estes últimos têm uma densidade muito alta e representam os núcleos de estrelas mortas (do tamanho da Terra), deixados depois que as estrelas esgotaram completamente seu combustível termonuclear e perderam suas camadas externas. A maioria das estrelas, incluindo nosso Sol, um dia se tornará anãs brancas.
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Voltando às supernovas do tipo SN 1991bg, deve-se notar que elas aparecem especificamente quando duas anãs brancas com baixa massa colidem, uma delas rica em reservas de carbono e oxigênio e a outra com hélio. Apesar de rara entre as supernovas, essa espécie é capaz de gerar grandes volumes de um isótopo radioativo conhecido como titânio-44. E é ele quem destaca os pósitrons que foram descobertos pelos astrônomos ao longo da Via Láctea.
Numa época em que a maioria das supernovas nasce de estrelas jovens e massivas, objetos como SN 1991bg são mais freqüentemente encontrados em regiões onde prevalecem estrelas mais velhas entre 3 e 6 bilhões de anos. Essa diferença de idade poderia explicar por que pósitrons previamente descobertos foram observados principalmente na barra central da Via Láctea, que contém um grande número de estrelas velhas, do que no disco galáctico externo.
Crocker também observa aqui que outras fontes podem ser responsáveis pelo aparecimento de uma certa quantidade de pósitrons.
“Embora isso não seja necessário, visto que objetos do tipo SN1991bg são capazes de explicar de forma independente toda a fenomenologia dos pósitrons. Evidências recentes indicam que a fonte de pósitrons está fortemente ligada ao centro da galáxia. Em nosso modelo, isso é explicado pelo fato de que as estrelas antigas estão espalhadas principalmente em um raio de 200 parsecs (cerca de 650 anos-luz) em torno do centro da galáxia na forma de um buraco negro supermassivo. No entanto, seria muito interessante considerar o próprio buraco negro como uma fonte adicional”, conclui Crocker.
NIKOLAY KHIZHNYAK
