Un nuevo estudio propone una (relativamente) mundana fuente: una clase específica de supernova.
La antimateria es rara en este Universo, pero el Universo es un lugar bastante grande, por lo que incluso pequeñas cantidades pueden sumarse rápidamente. Sólo en nuestra galaxia hay un baño de radiación constante que indica que los positrones están desplazándose constantemente hacia sus anti-compañeros electrones y aniquilándolos. Para algo del tamaño de una galaxia, eso significa que hay muchos positrones alrededor. Se estima que 9.1 billones de kilogramos son destruidos cada segundo.
Comentarios
Aclaro que como no expresa la cifra en números, no sé si son trillones europeos o británicos.
Traducción aproximada:
"Un nuevo estudio propone una (relativamente) mundana fuente: una clase específica de supernova.
La antimateria es rara en este Universo, pero el Universo es un lugar bastante grande, por lo que incluso pequeñas cantidades pueden sumarse rápidamente. Sólo en nuestra galaxia hay un baño de radiación constante que indica que los positrones están desplazándose constantemente hacia sus anti-compañeros electrones y aniquilándolos. Para algo del tamaño de una galaxia, eso significa que hay muchos positrones alrededor. Se estima que 9.1 billones de kilogramos son destruidos cada segundo.
¿De dónde viene toda esta antimateria? Realmente no lo sabemos, pero los candidatos han incluido de todo, desde partículas de materia oscura hasta agujeros negros supermasivos. Un nuevo artículo sugiere una fuente relativamente poco interesante: una clase específica de supernova que produce un montón de titanio radioactivo, que se descompone al liberar un positrón.
Misterio
Mientras que los positrones son producidos por la radiactividad aquí en la Tierra, son atraídos por electrones normales casi al instante, produciendo colisión que aniquila a ambos y libera un energético fotón. El material interestelar en el espacio es tan escaso, sin embargo, que se piensa que los positrones viajan una media 100.000 años antes de colisionar con cualquier cosa. Eso es suficiente para empañar cualquier fuente individual y convertir un solo brote de producción de positrones en un lento fondo de aniquilaciones. Así que incluso si hay objetos que producen positrones, tendríamos dificultades para detectarlos.
Parecía haber un exceso de positrones cerca de la protuberancia en el centro de nuestra galaxia. Dado que la protuberancia tiene menos estrellas que el disco galáctico de nuestra galaxia, eso implicaba que las estrellas probablemente no estaban involucradas en su producción. Esa es una de las razones por las que la aniquilación de la materia oscura parecía ser una explicación atractiva. Pero los fotones que nos llegan de las aniquilaciones no tienen mucha más energía adicional que la producida por la aniquilación misma. Esto implica que los positrones son de energía relativamente baja, lo que parecería descartar colisiones de materia oscura, así como una variedad de otras fuentes exóticas.
Pero, según los autores del nuevo documento, la misión INTEGRAL de la ESA sugirió que hay más positrones que vienen del disco de lo que pensábamos. Y muchos de los positrones procedentes de la protuberancia galáctica parecen ser generados en su agujero negro central. Por lo tanto, parece que la producción de positrones por el disco y la protuberancia están aproximadamente en proporción al número de estrellas allí. Así que una fuente estelar está se vuelve a poner sobre la mesa.
Y anti-misterio
¿Cómo puede una estrella que está llena de materia empezar a producir antimateria? Por explotar. Las supernovas producen muchos elementos más pesados, algunos de los cuales son radiactivos. Y ciertos tipos de decaimientos radioactivos liberan positrones. De hecho, tres elementos diferentes que se sabe que se producen en las supernovas pueden hacerlo: 56Ni, 44Ti y 26Al.
56Ni tiene la vida media más corta de estos decaimientos con una vida media de sólo seis días. Debido a este rápido decaimiento, sin embargo, la mayoría de los positrones son liberados mientras que los restos de supernova son todavía relativamente densos. Como resultado, terminan aniquilados dentro de los escombros, contribuyendo al brillo de la supernova. Así que eso queda fuera de la mesa.
26Al, por el contrario, tiene una vida media de más de 10.000 años, lo suficiente como para que se despeje la supernova. Debido a que por lo general se descompone lejos de otras fuentes de radiación, podemos detectar actualmente los fotones producidos a medida que se desintegra, lo que nos da una medida de cuántos positrones deberían producirse. El número que obtenemos es sólo el 10 por ciento de la tasa de aniquilación de positrones, por lo que el aluminio está fuera de la mesa también.
Eso nos deja con 44Ti, que tiene una vida media de 60 años. Eso es lo suficientemente largo como para que los residuos de supernova se diluyan antes de que se produzcan los positrones. Y podemos detectar su decaimiento en los escombros de las supernovas producidas por las estrellas colapsadas. De nuevo, sin embargo, podemos rastrear su decaimiento usando los fotones liberados, y no hay suficiente titanio en estos restos de supernova para dar cuenta de los positrones de la galaxia. Parecería que el titanio se ha eliminado también.
Pero los autores encuentraron una manera de volver a ponerlo en juego. Hay una clase relativamente rara de supernova (llamada SN 1991bg-like) que puede producir cantidades inusualmente altas de titanio. Estas supernovas ocurren cuando dos estrellas de tamaño moderado terminan lo suficientemente cerca como para compartir una envoltura común. Uno termina con suficiente material para convertirse en una enana blanca de carbono-oxígeno; La segunda termina como una bola de helio casi puro. Cuando las dos estrellas chocan más tarde, los modelos sugieren que la explosión resultante debería producir una gran cantidad de átomos de masa intermedia, como el calcio, el cromo y el
críticotitanio.Hemos visto decaimiento de titanio en los resultados de estas explosiones, y se estima que la tasa de estas explosiones son suficientes para suministrar una corriente constante de titanio radiactivo. La pregunta clave es si es suficiente para proporcionar el 90 por ciento de los positrones que no son producidos por el aluminio. Basándose en modelos simplificados de cadenas de fusión nucrear, podría. Pero los autores piden a la gente que ejecute sofisticados modelos de supernova simular este tipo particular de explosión.
Esta no es la última palabra sobre la antimateria de nuestra galaxia, pero es una explicación plausible que es susceptible de futuras pruebas, tanto a través de modelos computacionales como de observaciones. Mientras tanto, una explicación que involucre a la física que ya conocemos se prefiere sobre cualquier cosa que sea puramente teórica.
Nature Astronomy, 2017. DOI: 10.1038/s41550-017-0135 (About DOIs)."
#1 Gracias
#1 Eso implicaría que somos cada vez más positivos (tenemos más protones que electrones en nuestro planeta)?