Z kosmosu docierają do Ziemi antycząstki. Ich źródłem mogą być gwiazdy zbudowane z antymaterii

Z definicji antymateria jest niemal identyczna jak materia. Cząsteczki, atomy czy elektrony mają taką samą masę i taki sam spin w materii jak i antymaterii. Jedyna różnica to ich ładunek elektryczny. Pozyton to cząstka materii o ładunku dodatnim, która jest odpowiednikiem elektronu, który ładunek ma ujemny. Odpowiednikiem protonu jest antyproton, odpowiednikiem neutronu jest antyneutron. Na wyższym poziomie pierwiastków znajdziemy natomiast antywodór, antyhel itd. 

Nie wiadomo, jaki proces doprowadził do ostatecznej dominacji materii nad antymaterią. Wiadomo, że obie te formy istnieją, bo naukowcy są w stanie wytworzyć śladowe ilości antymaterii w akceleratorach cząstek, a oprócz tego część promieni kosmicznych docierających do Ziemi to antycząstki. Powstaje zatem pytanie, czy gdzieś we wszechświecie faktycznie mogą istnieć całe obiekty astrofizyczne zbudowane z czystej antymaterii? 

Do nierówności między ilością materii a antymaterii we wszechświecie doprowadziło jakieś zjawisko, do którego doszło na bardzo wczesnym etapie ewolucji, w ciągu pierwszej sekundy po Wielkim Wybuchu. Mimo niego jakieś lokalne zagęszczenia antymaterii mogły uniknąć tego losu, z czasem znajdując dla siebie miejsce z daleka od tradycyjnej materii, gdzieś w przestrzeni międzygalaktycznej.

Jeżeli faktycznie tak było, to w toku ewolucji wszechświata takie zagęszczenia mogły się ze sobą łączyć jak obłoki gazu zbudowane z materii. A z takich obłoków mogły powstawać z kolei antygwiazdy. Jakby nie patrzeć przecież, cząstki materii i antymaterii obowiązuje ta sama fizyka, a więc ich ewolucja opierała się o takie same procesy, które prowadziły do powstania antypierwiastków, z których mogły powstawać antygwiazdy, antyplanety, antywoda itd. 

Naukowcy podejrzewają, że tak właśnie jest, ale jednocześnie od razu nakładają na te procesy pewne ograniczenia. Gdyby istniały całe galaktyki zbudowane z antymaterii, siłą rzeczy mogłyby się zderzać z galaktykami zbudowanymi z materii. Przyjmując, że w momencie zetknięcia cząstki materii z cząstką antymaterii dochodzi do anihilacji i uwolnienia dużej ilości energii, naukowcy podejrzewają, że antygalaktyki nie istnieją. W przeciwnym razie widzielibyśmy efekty tych masywnych zderzeń. 

Zupełnie inaczej ma się sprawa z antygwiazdami czy całymi gromadami antygwiazd. Normalne gromady gwiazd zazwyczaj krążą wokół masywnych galaktyk. Nasza galaktyka Droga Mleczna okrążana jest bezustannie przez ponad 150 różnych gromad gwiazd. Naukowcy podejrzewają, że przy całej naszej nieświadomości, mogą towarzyszyć im całe gromady gwiazd zbudowanych z antymaterii.  

Nie wiadomo, czy bylibyśmy w stanie je zauważyć i prawidłowo zidentyfikować. Do momentu gdyby nie napotykały na swojej drodze żadnej materii, to robiłyby to samo co inne gwiazdy – rodziły się, ewoluowały i eksplodowały. Jednak w toku swojego życia antygwiazdy emitowałyby olbrzymie ilości antycząstek, które mogłyby docierać także do wnętrza Drogi Mlecznej, w tym także do wnętrza Układu Słonecznego. 

Naszą planetę bezustannie bombarduje intensywny strumień różnych promieni kosmicznych. Część tego strumienia stanowią antycząstki. Nie wiadomo jednak, czy którekolwiek z nich zostały wyemitowane przez antygwiazdy krążące wokół Drogi Mlecznej. Teoretycznie wiemy, z jakiego kierunku takie strumienie przylatują na Ziemię, jednak zanim do nas dotrą, pola magnetyczne gwiazd tworzących Drogę Mleczną wielokrotnie zmieniają ich kierunek. To sprawia, że nie jesteśmy w stanie wywnioskować, co było źródłem takich antycząstek. 

Gdyby jednak w Ziemię uderzył jakiś silniejszy strumień antycząstek i udałoby się ustalić, że jego źródłem jest gromada gwiazd, mielibyśmy pierwszy dowód na istnienie antygwiazd, które byłyby kluczem do tego co się wydarzyło w pierwszej sekundzie po Wielkim Wybuchu. 

Zdjęcie główne: Billy Huynh on Unsplash