Galaksimizdeki Antimaddenin Kaynağı Belirlendi

Yeni araştırmaya göre Samanyolu’ndaki antimadde iki beyaz cüceden oluşan belli bir tür süpernova tarafından üretiliyor.

Antimadde halihazırda bilim dünyasındaki en merak uyandıran konularından. Paul Dirac tarafından 1928 yılında öne sürüldüğünden beri özellikle Evrende madde ve antimaddenin neden eşit miktarda bulunmadığı sorusu bugün hâlâ güncelliğini koruyor.

Antimadde, madde ile aynı kütleye sahip ancak, ancak elektrik yükü ve bazı diğer özellikleri zıt olan parçacıklardan oluşuyor. Örneğin sıradan maddede, negatif yük taşıyıcısı elektron iken, antimaddedeki karşılığı olan pozitronun (pozitif-elektron) elektrik yükü pozitif. Antimaddenin atom çekirdeğinde bulunan, pozitif yük taşıyıcısı olan protonun karşılığı olan antiproton ise negatif yük taşıyor.

Madde ile antimadde bir araya geldiğinde ise birbirlerini yok ederek, E=mc2 ile ifade edilen madde-enerji korunumuna uygun bir şekilde enerji açığa çıkarıyorlar. Bir gram maddenin, bir gram antimadde ile birbirini yok etmesi olayından, Hiroşima’ya atılan atom bombasının yaydığı enerjinin iki katının açığa çıkıyor.

Bundan yaklaşık 45 yıl önce, 1972 yılında yayımlanan bir araştırma ile Samanyolu galaksisinde bu türden, yani pozitronların yok olması ile ortaya çıkan türden gama ışımaları halinde enerji yayılımları olduğu keşfedildi. Araştırmada ayrıca, Samayolu’nda her saniye 1043 pozitronun yok olduğu ve kaynağın, Samanyolu’nun kütlesinin çoğunun bulunduğu dış kolları değil, merkezine yakın bölgeler olduğu da öne sürüldü.

Space.com’un haberine göre, araştırmacılardan Avustralya Ulusal Ünivesitesinde görevli Roland Crocker, “Pozitronların kaynağı, astrofizik için 40 yıllık bir gizem,” diyor. Aradan geçen zamana rağmen, bu miktarlarda antimadde üreten hernagi bir gökcisminin gözlemlenenmemiş olması nedeniyle, üretime aday süreçler olarak karanlık madde veya süper kütleli karadeliklerin düşünülüyor olduğu belirtiliyor.

Yeni çalışmaya göre ise, belli bir tür süpernova bu miktarlarda antimadde üretebilecek kapasitede. Araştırmacılar, çalışmalarında SN 1991bg-benzeri süpernovalara yoğunlaşıyorlar. Bu tür süpernovaların, sıradan olanlarına göre parlaklıklarının daha düşük olduğu ve daha nadir gözlemlendikleri belirtiliyor. Bunlar, biri karbon ve oksijen açısından, diğeri ise helyum açısından zengin, iki düşük kütleli beyaz cücenin birleşmesi ile oluşuyor.

İki beyaz cücenin birleşmesini gösteren animasyon (video: ESO)

Bu tür süpernovalar, düşük kütleli olmalarına rağmen, diğerlerine göre çok daha yüksek miktarda, Samanyolu’nda gözlemlenen türde pozitronlar açığa çıkaran radyoaktif titanium-44 izotopları üretiyor.

SN 1991bg-benzeri süpernovaların, sıradan süpernovaların aksine genç yıldızların değil, yaşlı yıldızların birleşmesi ile oluşmasının da, pozitron kaynaklarının yıldızlara ait yaş ortalamasının daha yüksek olduğu merkez kısmında olduğunu açıkladığı belirtiliyor.

Nature Astronomy’de yayımlanan çalışmaya buradan ulaşabilirsiniz.

Kaynaklar:

http://www.space.com/36942-supernova-face-off-antimatter-creation-mystery.html

https://phys.org/news/2017-05-scientists-mystery-antimatter-milky.html

https://www.nature.com/articles/s41550-017-0135

Yorumlar