Позитроны, эти неуловимые античастицы-близнецы электронов, возможно, ведут себя куда более дерзко, чем мы привыкли думать. Новое исследование намекает, что они не просто рождаются и гибнут в пределах Млечного Пути, а способны вырываться за его пределы, утекая в межгалактическое пространство. Если это подтвердится, наша Галактика окажется настоящей фабрикой антиматерии, чья производительность в разы превосходит прежние оценки.

Астрономы годами ломали голову над загадкой: откуда в Млечном Пути столько антиматерии? Ключом к разгадке служит характерное гамма-излучение с энергией 511 килоэлектронвольт (кэВ) — своеобразная «визитная карточка» аннигиляции позитронов с электронами. Телескоп INTEGRAL Европейского космического агентства (ESA) два десятилетия собирал данные об этом свечении, и картина получалась странной: известные астрофизические процессы просто не могли объяснить наблюдаемое количество античастиц. Теперь же, похоже, головоломка стала ещё запутаннее.

Сигнал из ниоткуда

Группа учёных под руководством Томаса Зигерта (Thomas Siegert) из Вюрцбургского университета Юлиуса Максимилиана и Хироки Йонеды (Hiroki Yoneda) из Киотского университета проанализировала архив наблюдений INTEGRAL за 2002–2025 годы. Их внимание привлекли необычные всплески гамма-излучения на частоте 511 кэВ, исходящие из областей далеко за пределами галактического диска. Один из сигналов шёл со стороны высокоскоростного водородного облака Complex C, другой — из района Магелланова Потока. Оба объекта расположены во внешнем гало Галактики и, по идее, не должны быть мощными источниками позитронов.

Самое интригующее — статистическая значимость самого сильного из этих сигналов достигла примерно 4 сигма. В физике элементарных частиц порогом для громкого заявления о «наблюдении» считается 5 сигма, так что открытие пока не тянет на железобетонный факт. Но 4 сигма — это уже серьёзный повод насторожиться и требовать дальнейших проверок.

Побег из Галактики

Как объяснить эти далёкие гамма-вспышки? Самое естественное предположение, по мнению авторов работы, опубликованной в журнале Astronomy & Astrophysics, — позитроны родились внутри Млечного Пути, но сумели его покинуть. Вырвавшись в межгалактическую среду, они постепенно тормозились, сталкивались с электронами в окружающих газовых облаках и аннигилировали, выдавая то самое свечение, которое и зафиксировал INTEGRAL.

Если эта интерпретация верна, то мы серьёзно недооценивали истинные масштабы производства антиматерии в Галактике. Ведь до сих пор астрофизики исходили из того, что практически все позитроны аннигилируют там же, где и возникли, — внутри Млечного Пути. Теперь же выясняется, что заметная их доля может ускользать, и, чтобы объяснить наблюдаемую картину, полное количество рождающихся античастиц должно быть в 2–3 раза больше, чем считалось ранее. Исследователи приводят и вовсе умопомрачительную цифру: каждую секунду Галактика, возможно, производит порядка 100 тредециллионов (10³⁸) позитронов.

Фабрика антиматерии и её тёмные лошадки

Такой пересмотр мощностей лишь обостряет давний вопрос: а что, собственно, служит главным генератором позитронов в Млечном Пути? Среди кандидатов — вспышки сверхновых, релятивистские струи чёрных дыр, распад экзотических частиц тёмной материи. Но ни один из этих источников по отдельности, да и все вместе, не дотягивают до требуемых объёмов производства. Утечка античастиц за пределы Галактики делает дефицит ещё более вопиющим.

Кстати, о масштабах нашей звёздной системы: в Млечном Пути больше двух миллиардов землеподобных планет, и это лишь подчёркивает, насколько сложна и многогранна галактическая среда, в которой разворачивается драма с антиматерией. А уж если задуматься о гипотетических цивилизациях, то, по некоторым моделям, в нашей Галактике могут существовать от 400 до 38 000 разумных сообществ, — правда, все они пока хранят молчание, и их возможные технологии вряд ли помогут нам разобраться с позитронами.

Ждём новой оптики

Окончательно подтвердить или опровергнуть гипотезу о галактическом «побеге» позитронов смогут лишь будущие миссии. Главная надежда возлагается на разрабатываемый NASA инструмент COSI (Compton Spectrometer and Imager), который будет обладать гораздо большей чувствительностью и угловым разрешением в жёстком гамма-диапазоне. Если COSI увидит те же сигналы из областей Complex C и Магелланова Потока, да ещё и с более высокой статистической значимостью, астрофизикам придётся всерьёз перекраивать модели, описывающие круговорот вещества и антивещества в нашей Галактике.

Пока же загадка антиматерии в Млечном Пути не просто остаётся нераскрытой — она обрастает новыми, ещё более дерзкими деталями. Возможно, мы стоим на пороге открытия, которое заставит пересмотреть не только происхождение позитронов, но и само представление о том, насколько изолированной системой является наша Галактика.