Pulsaren psr J2030+4415 med en stråle av materia och antimateria

 

Denna bild ovan från NASA:s Chandra X-ray Observatory och markbaserade optiska teleskop visar en extremt lång stråle (glödliknande tråd) av materia och antimateria av en mindre pulsar. Upptäckten publicerades nyligen på Chandras nyhetssida (se länk nedan).

Denna stråle kan kanske ge ledtrådar till att förklara det förvånansvärt stora antalet positroner, motsatsen till elektroner forskare upptäckt i Vintergatan.

Ljusstrålen till vänster på bilden visar ca en tredjedel av strålens längd som utgår från pulsaren psr J2030+4415 (J2030). Pulsaren finns cirka 1 600 ljusår från jorden och är likt objekt av detta slag av hög densitet och en storlek som en medelstor stad, Pulsaren (neutronstjärnan) bildades vid kollapsen av en massiv stjärna och just nu roterar den med flera  varv i sekunden runt sin axel.

Röntgenbilder tagna med Chandra (det blå fältet) visar hur partiklar strömmar ut från pulsaren längs med magnetfältslinjerna  i en hastighet av en tredjedel av ljushastigheten. Utifrån en närbild av pulsaren till höger i bild visas hur röntgenstrålar som skapas av partiklar sveper runt om pulsaren. Pulsaren sveper genom genom universum med en hastighet av ca 160900 km/h denna vilket får partiklar att skapa den långa glödtråden. (Optiska ljusdata från Gemini-teleskopet på Mauna Kea på Hawaii har använts vid analysen).

Man kan tillägga att som säkert flertalet redan vet att universum består till störta delen av vanlig materia inte av antimateria. Ett möte med dessa motsatser resulterar i att båda förintas.  Men likväl finner forskare  bevis för ett relativt stort antal positroner i universum, vilket leder till frågan: vilka är möjliga källor finns till denna antimateria? OBS positroner motsatsen till elektroner. Men det innebär inte antiproton antineutron vilka även behövs för en antiatoms uppbyggnad finns i lika stort antal (min anm.).

 Forskarna beskriver Chandra-studien av J2030 som att pulsarer likt denna  ger svar på varifrån positroner uppstår. Kombinationen av två ytterligheter – snabb rotation och höga magnetfält i pulsarer – leder till partikelacceleration och högenergistrålning som skapar elektron- och positronpar. (Den vanliga processen att omvandla massa till energi som bestäms av Einsteins E = mc2-ekvation är omvänd och energi omvandlas till massa.)

Pulsarer genererar rörelser av laddade partiklar som vanligtvis är begränsade inom kraftfulla magnetfält. Pulsaren färdas genom interstellära rymden i hög hastighet med strålen efter sig. En bogchock av gas rör sig framför pulsaren, liknande  vattenrörelsen framför fören på en båt i rörelse. Men för ungefär 20 till 30 år sedan verkar bogchockens rörelse från pulsaren ha avstannat och pulsaren kom ikapp den.

 

Den efterföljande kollisionen utlöste troligen en partikelläcka, där pulsarvindens magnetfält kopplades ihop sig med det interstellära magnetfältet. Som ett resultat kunde högenergielektronerna och positronerna då spruta ut genom ett "munstycke" bildat genom anslutningen till galaxen vari den ingår.

Frågan kvarstår dock över vad som skapar både elektroner och positroner (min anm.).

Bild från på en röntgenfotografering av objektet. Röntgenfotografering av objektet. https://chandra.harvard.edu/photo/2022/j2030/