En un mapa del cielo de rayos gamma, la radiación electromagnética de mayor energía que fluye a través de nuestro Universo, 14 objetos podrían estar escondiendo un gran secreto.
En un nuevo análisis de las propiedades de esa radiación, un equipo de astrofísicos ha determinado que es consistente con lo que esperaríamos de las estrellas hechas de antimateria – objetos hipotéticos conocidos como antiestrellas.
Esto sería absolutamente enorme si fuera cierto: podría ayudar a resolver uno de los mayores misterios del Universo, el de toda la antimateria que falta. Pero todavía hay algunas otras cosas que podrían ser esos 14 objetos.
Cada partícula de materia que forma las cosas que vemos a nuestro alrededor, como electrones y quarks, tiene una contraparte con características idénticas, excepto por una cosa: una carga opuesta. Se cree que las partículas y antipartículas se produjeron en cantidades iguales al comienzo del Universo.
Cuando una partícula y su antipartícula chocan, se aniquilan entre sí en un estallido de radiación gamma, lo que sugiere que todavía deberían existir en cantidades iguales (o no existe nada en absoluto, un pensamiento alegre), pero por alguna razón, solo trazas de cantidades de Se ha detectado antimateria.
Nos hemos acostumbrado a la idea de que prácticamente nada de la antimateria “original” permanece en el Universo. Los físicos han desarrollado modelos y explicaciones basados en esa suposición, es una gran cosa.
Luego vino el experimento del Espectrómetro Magnético Alfa (AMS-02) a bordo de la Estación Espacial Internacional. Hace unos años, hizo detecciones tentativas de antihelio – un descubrimiento que, si se valida, significa que podrían haberse quedado suficientes antipartículas fundamentales para agruparse en átomos enteros de antimateria.
¿Pero donde? Según un equipo de astrónomos dirigido por Simon Dupourqué en el Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie en Francia, tal vez se esconde en forma de antiestrellas en la Vía Láctea.
Debido a que las antiestrellas se comportarían de manera muy similar a las estrellas normales, serían bastante difíciles de detectar, a menos que la materia normal, como el polvo interestelar, se acumulara en la superficie de la estrella, donde sería aniquilada por la antimateria de la estrella.
A su vez, esto produciría un exceso de rayos gamma a energías específicas que, teóricamente, podríamos detectar.
No hemos detectado la característica protuberancia de rayos gamma de aniquilación en el fondo de microondas cósmico (esa es la radiación que queda del Big Bang), o estudios de rayos gamma de la Vía Láctea. Para su estudio, Dupourqué y su equipo se centraron en 10 años de datos del telescopio espacial de rayos gamma Fermi, examinando de cerca las 5.787 fuentes de rayos gamma en el mismo para buscar signos de lo que podría ser la aniquilación de materia-antimateria.
Buscaron específicamente firmas de rayos gamma consistentes con la aniquilación protón-antiprotón, así como una geometría puntual en la fuente misma, es decir, parece una estrella. De las 5.787 fuentes, solo 14 podrían considerarse candidatas a antiestrella.
No es muy probable que estos 14 objetos están antiestrellas; fácilmente podrían llegar a ser conocidos emisores de rayos gamma como púlsares o agujeros negros. Pero nos dan un punto de partida para estimar la cantidad de antiestrellas que podrían estar escondidas en la Vía Láctea.
Simulando los procesos de acreción de las antiestrellas y asumiendo que las antiestrellas tienen propiedades similares a las estrellas normales, el equipo derivó un límite superior para este número. En el disco de la Vía Láctea, solo 2,5 estrellas de cada millón podrían ser antiestrellas.
Fuera del disco de la Vía Láctea, en el halo galáctico, podría ser una historia muy diferente. El espacio por encima y por debajo del disco está mucho más vacío de gas y polvo, lo que significa que hay menos material para acumular en cualquier potencial antiestático.
Sin la acumulación de materia normal, estas antiestrellas no emitirían un exceso de rayos gamma y eludirían más fácilmente la detección en los estudios de rayos gamma; de hecho, podrían haber estado escondidos desde el comienzo del Universo.
Según los cálculos del equipo, es poco probable que haya antiestrellas en las inmediaciones del Sistema Solar. Esto significa que la fuente del antihelio sería más probablemente una población de estos halo antiestáticos.
También puede haber notado que 2.5 de 1 millón de estrellas ni siquiera se acercan a proporciones iguales de antimateria y materia, por lo que el descubrimiento de estrellas de antimateria no resolvería el problema de la antimateria faltante.
De hecho, probablemente plantearía la no insignificante pregunta de cómo los grupos de antimateria se las habían arreglado para sobrevivir cuando estaban rodeados de material que los aniquilaría en un destello de luz.
El trabajo del equipo tiene como objetivo proporcionar restricciones nuevas y más estrictas sobre la cantidad de antiestrellas que podrían existir, de modo que el trabajo futuro tenga una mejor línea de base para tratar de comprender dónde y cómo se pueden encontrar las antipartículas en la galaxia Vía Láctea.
Y seguir monitoreando a esos 14 candidatos ayudará a determinar si son antiestrellas o algo más mundano, como un púlsar o un agujero negro.
Lo cual puede ser una de las únicas veces que la palabra “mundano” podría aplicarse a esos objetos extraños y extraños.
La investigación ha sido publicada en Revisión física D.
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