La mayor parte de la antimateria que llena el espacio de nuestra Vía Láctea puede ser remanente de estrellas muertas, según una nueva investigación. Según los científicos, su trabajo es capaz de resolver el misterio de la astrofísica, que existe desde hace más de 40 años.
Cada partícula de materia ordinaria tiene una antípoda: la antimateria, que tiene la misma masa, pero al mismo tiempo tiene una carga opuesta. Por ejemplo, la antipartícula de un electrón cargado negativamente será un positrón cargado positivamente. Cuando las partículas y las antipartículas chocan, conduce a su destrucción (aniquilación) y a una poderosa liberación de energía. Solo un gramo de antimateria, al chocar con un gramo de materia ordinaria, es capaz de provocar una explosión, en la que el nivel de liberación de energía será el doble que en la explosión de una bomba lanzada sobre Hiroshima.
Hace más de 40 años, los científicos determinaron por primera vez que los rayos gamma emitidos durante la aniquilación de positrones se liberan en ese momento en todas las direcciones de la galaxia. Con base en este descubrimiento, se ha sugerido que 10 ^ 43 positrones (1 seguido de 43 ceros) se aniquilan cada segundo dentro de la Vía Láctea. En el mismo estudio, se indicó que la presencia de la mayoría de estos positrones se determinó en el centro galáctico (barra central), y no en el propio disco galáctico, a pesar de que la propia barra contiene menos de la mitad de toda la masa de la Vía Láctea.
Se ha planteado la hipótesis de que la fuente de emisión de estos positrones es material radiactivo sintetizado por las estrellas. Sin embargo, durante las siguientes décadas, los científicos nunca pudieron determinar el tipo de estrellas capaces de generar tal cantidad de antimateria. Más tarde, se hizo otra suposición: la eyección de positrones puede ser creada por fuentes raras, como agujeros negros supermasivos ubicados en la mayoría de los centros galácticos, así como partículas de materia oscura que se aniquilan entre sí.
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“La fuente de estos positrones es un misterio con más de 40 años de historia. Pero para explicar los positrones, no se necesitan elementos exóticos como la materia oscura”, dice el autor principal del nuevo estudio, el astrofísico de la Universidad Nacional Australiana Roland Crocker.
En su opinión, esta fuente puede ser supernovas: explosiones catastróficas de estrellas capaces de generar una gran cantidad de positrones. Esto, según el científico, se confirma por el hecho de que estos positrones se encuentran con mayor frecuencia.
Crocker se centró en supernovas similares al objeto conocido como SN 1991bg. Este tipo de objeto, como resultó, es más común en otras galaxias, pero con mucha menos frecuencia que las supernovas ordinarias. A diferencia de la mayoría de las supernovas ordinarias, que pueden eclipsar prácticamente a todas las demás estrellas de las galaxias, el tipo de supernova que se investiga no produce una gran cantidad de luz visible y se considera muy raro. Y es por eso que, según el investigador, se encontró con tanta poca frecuencia en la Vía Láctea.
Estudios anteriores han sugerido que un tipo similar de supernova tenue podría aparecer cuando dos enanas blancas se fusionan. Estos últimos tienen una densidad muy alta y son los núcleos de estrellas muertas (del tamaño de la Tierra), que quedan después de que las estrellas han agotado por completo su combustible termonuclear y han perdido sus capas externas. La mayoría de las estrellas, incluido nuestro Sol, se convertirán algún día en enanas blancas.
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Volviendo a las supernovas del tipo SN 1991bg, cabe señalar que aparecen específicamente cuando chocan dos enanas blancas de baja masa, una de ellas rica en reservas de carbono y oxígeno, y la otra con helio. A pesar de ser poco común entre las supernovas, esta especie es capaz de generar grandes volúmenes de un isótopo radiactivo conocido como titanio-44. Y es él quien destaca esos positrones que han sido descubiertos por los astrónomos a lo largo de la Vía Láctea.
En un momento en que la mayoría de las supernovas nacen de estrellas jóvenes y masivas, los objetos como SN 1991bg se encuentran con mayor frecuencia en regiones donde prevalecen estrellas más viejas entre 3 y 6 mil millones de años. Esta diferencia de edad podría explicar por qué los positrones previamente descubiertos se observaron principalmente en la barra central de la Vía Láctea, que contiene una gran cantidad de estrellas antiguas, que en el disco galáctico exterior.
Crocker también señala aquí que otras fuentes pueden ser responsables de la aparición de una cierta cantidad de positrones.
“Aunque esto no es necesario, dado que los objetos del tipo SN1991bg son capaces de explicar de forma independiente toda la fenomenología de los positrones. La evidencia reciente indica que la fuente de positrones está estrechamente ligada al centro de la galaxia. En nuestro modelo, esto se explica por el hecho de que las estrellas viejas están dispersas en su mayoría en un radio de 200 parsecs (unos 650 años luz) alrededor del centro galáctico en forma de un agujero negro supermasivo. Sin embargo, sería muy interesante considerar al agujero negro como una fuente adicional”, concluye Crocker.
NIKOLAY KHIZHNYAK
