Η αντιύλη του Γαλαξία συνδέεται με τις εξωτικές μαύρες τρύπες

Πηγή: NewScientist, 22 Ιανουαρίου 2008

Πολυάριθμες μικροσκοπικές μαύρες τρύπες που δημιουργήθηκαν κατά τη διάρκεια του big bang μπορούν να είναι κρυμμένες στο κέντρο του Γαλαξία μας, δημιουργώντας ένα καταπληκτικό εργοστάσιο αντιύλης, προτείνει μια νέα μελέτη. Η εργασία αυτή θα μπορούσε να εξηγήσει από που προέρχεται η αντιύλη του Γαλαξία - ένα από τα μεγαλύτερα μυστήρια στην αστροφυσική.

Οι αστρονόμοι ξέρουν ότι το γαλαξιακό κέντρο είναι πλημμυρισμένος από αντιύλη, επειδή αυτή παράγει ένα τεράστιο νέφος ακτίνων γάμμα όταν συγκρούεται με την κανονική ύλη. Αλλά καμία από τις προτεινόμενες εξηγήσεις για την  πηγή της αντιύλης - που περιλαμβάνουν σουπερνόβες, ακτίνες X που εκπέμπουν τα δυαδικά αστέρια καθώς και την διάσπαση της παράξενης σκοτεινής ύλης - δεν φαίνεται να ταιριάζουν με ακρίβεια οι λογαριασμοί των αστροφυσικών.

"Είναι σαφές ότι η αντιύλη δεν μπορεί να εξηγηθεί χρησιμοποιώντας τη συμβατική αστροφυσική," λέει ο επικεφαλής συντάκτης της μελέτης Cosimo Bambi του Πολιτειακού Πανεπιστημίου Wayne στο Ντητρόιτ του Μίτσιγκαν.

Αντιθέτως, οι ερευνητές προτείνουν ότι οι κολοσσιαίοι αριθμοί των αρχαίων, αλλά που σήμερα έχουν εξατμιστεί, μαύρων οπών προσφέρουν την αντιύλη.

Οι κοσμολόγοι από καιρό έχουν υποψιαστεί ότι το big bang θα μπορούσε να έχει δημιουργήσει τρισεκατομμύρια τρισεκατομμυρίων αρχέγονων μαύρων οπών. Αυτά τα ουράνια  αντικείμενα θα περιπλανιόνταν έπειτα στο διάστημα, ενώ σιγά σιγά εξατμίστηκαν με μια διαδικασία που λέγεται ακτινοβολία Hawking.

Παρατηρητική δοκιμή

Ο ρυθμός με το οποίο εξατμίζονται οι αρχέγονες μαύρες τρύπες εξαρτάται από τη μάζα τους - όσο πιο μεγάλη είναι η μαύρη τρύπα, τόσο λιγότερα σωματίδια μπορούν να εξατμιστούν.

Η νέα μελέτη προτείνει ότι εάν οι αρχέγονες μαύρες τρύπες έχουν μια μάζα περίπου 10¹⁶ γραμμαρίων - σχεδόν ίδιας μάζας με τους συνηθισμένους αστεροειδείς, αυτές θα παραγάγουν φυσικά την σωστή ποσότητα αντιύλης για να εξηγήσουν τις παρατηρήσεις. Η αντιύλη αυτή είναι στη μορφή των ποζιτρονίων - η αντιύλη των ηλεκτρονίων.

Ο Bambi υπολογίζει ότι μέχρι και 10²⁴ αρχέγονες μαύρες τρύπες θα μπορούσαν να υπάρχουν στο κέντρο του Γαλαξία. Σε αυτήν την ποσότητα, θα μπορούσαν ακόμη και να προσφέρουν ένα σημαντικό μέρος της κοσμολογικής σκοτεινής ύλης σε μάζα, που οι αστρονόμοι θεωρούν ότι ξεπερνά τη κανονική ύλη σε όλο τον Κόσμο.

Η νέα μελέτη προτείνει επίσης έναν τρόπο για να δοκιμαστεί πειραματικά η υπόθεση ότι η αντιύλη του Γαλαξία δημιουργείται στις αρχέγονες μαύρες τρύπες. Ο Bambi έχει υπολογίσει τον αριθμό των σωματιδίων - εκτός από τα ποζιτρόνια - που θα ακτινοβολούνταν από τις μαύρες τρύπες με μάζα 10¹⁶ γραμμαρίων, και διαπιστώνει ότι αυτές θα παρήγαγαν μια σημαντική αύξηση στη διάχυτη λάμψη των ακτίνων γάμμα υψηλής ενέργειας (στο επίπεδο των MeV) προς το κέντρο του Γαλαξία.

Αλλά μπορεί να είναι δύσκολο να παρατηρηθεί η ακτινοβολία. Ο δορυφόρος ακτίνων γάμμα INTEGRAL της Ευρώπης φέρνει πάνω του ένα όργανο, που λέγεται SPI, που είναι σε θέση την παρατηρήσει, αλλά ο Bambi νομίζει ότι το χρονικό διάστημα που απαιτείται για να κάνει μια οριστική μέτρηση θα ήταν απαγορευτική. Και δυστυχώς η επερχόμενη αποστολή GLAST της NASA δεν λειτουργεί στις σχετικές ενέργειες που απαιτούνται για να εξετάσει την ιδέα.