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什么是反星?

Leonard Kelley拥有物理学学士学位,辅修数学。他热爱学术世界,并努力不断探索。

反物质的运作方式与正常物质相似,但其电荷与正常物质相反。正因为如此,当它们相遇时,它们完全转化为光,并释放出能量。这意味着某种对称性,然而我们似乎存在于一个由物质主宰的宇宙中。

由于未知的原因,似乎宇宙形成的不平衡导致物质无处不在,只有反物质的痕迹随处可见,通常是由于一些宇宙事件创造了它。目前还没有发现古代反物质的迹象,但如果它确实存在,那么它存活至今的最佳机会就是以反恒星的形式存在。

为什么是Antistar?

没有人真的认为反恒星是一种严重的可能性。首先,物质到现在应该已经湮灭了任何古老的反物质,如果有足够的反物质形成一颗恒星,那么这样的湮灭就很容易发现,然而这样的事件还没有被看到过。反恒星看起来和普通恒星完全一样因为所有的机制都是一样的。粒子的电荷可能相反,但这不会影响恒星力学,所以从视觉上看,所有的恒星看起来都是一样的,想要区分反恒星似乎是无望的(Sutter, Sapunar, Crane)。

随后,Simon Dupourque、Luigi Tibaldo和Peter von Ballmoos发表了研究成果,他们研究了费米大面积望远镜的数据。在它当时发现的5787个伽马射线源中,有14个仍然下落不明。如果这些是反星,那么在我们的星系中,每40万颗正常的反星中就有一颗。当然,这些数据需要更多的支持,在我们对这些结果给予充分的信心之前,需要分析出潜在的错误(Crane, Sapunar, Cooper)。

但后来发现了一些有趣的数据,让这条轨迹有了新的生命。位于国际空间站的阿尔法磁谱仪在运行过程中发现了多达8个反氦探测器。让足够的反氦产生并到达地球的最简单的方法是制造反恒星,但这不是制造反氦的唯一可能途径(Crane, Sapunar, Cooper)。

其他备选方案

一种选择是散裂过程,在这个过程中,高能宇宙射线与星际气体粒子碰撞并产生反物质。但在所有被发现的反氦中,有6个是反氦-3,这种物质可以通过散裂产生,但不太可能。另外两种是反氦-4,在这种方法下几乎不可能制造出来。相反,它可能来自暗物质粒子相互湮灭,但由于我们甚至不确定暗物质的构成,这是一场黑暗中的追逐,即使它可能发生,它仍然与反氦-4 (Sapunar)斗争。

反恒星隐藏在众目睽睽之下吗?

反恒星隐藏在众目睽睽之下吗?

但是他们是如何生存的呢?

如果所有其他可能性都不成立,那么我们需要考虑反恒星是如何存在于物质主导的宇宙中的。也许在宇宙早期,离散的反物质包在膨胀过程中迅速扩散,以避免与物质相互作用。然后这些星系在小规模上变成了它们自己的反星系。这是因为如果它们被造得很大,那么与正常星系的碰撞将产生我们现在应该看到的相当大的反应。

相反,我们的反星系可能更像球状星团,在那里我们有数百万颗恒星,而不是数十亿颗。它们是红色的,因为它们的年龄,来自早期的宇宙,星系团不会有太多的气体或尘埃。这甚至可能意味着一个充满反恒星的球状星团可以通过一个物质星系,由于物体的低密度(通常物体之间的距离很大),没有或最小的相互作用。

如果这一切都是可能的,那么反恒星,虽然已知的机制,可以释放反物质,如通过恒星风,日冕物质抛射,甚至超新星。随着物质-反物质湮灭产生70MeV的弱伽马射线,这可能会导致可探测到的反恒星活动痕迹(Crane, Sutter, Cain, Sapunar)

说真的,找到一扇探索宇宙的新门会是什么感觉?

作品的引用

该隐,弗雷泽。“有反物质星系吗?”phys.org.Phys.org, 2016年6月10日。2022年1月12日。

库珀,基思。“反物质恒星会向地球发射反氦子弹吗?”physicsworld.com.IOP出版有限公司,2021年5月2日。2022年1月12日。

起重机,利亚。“反恒星可能就潜伏在附近。”《新科学家》。《新科学家》2021年5月1日。打印。16。

Sapunar,莱托。“反物质组成的恒星可能潜伏在宇宙中。”Scientificamerican.com.施普林格自然美国公司,2021年6月7日。2022年1月12日。

萨特,保罗。“会不会有一群反物质恒星围绕着我们的星系运行?”space.com.未来美国公司,2021年2月8日。2022年1月12日。

©2022 Leonard Kelley

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