一项新的研究发现，弥漫在银河系中的大部分反物质可能来自已死亡恒星碰撞后的残骸。
研究人员表示，这项工作可能解开一个存在了 40 年的天体物理学谜团。
对于每个普通物质粒子，都存在一个 反物质对应物，它具有相反的电荷，但质量相同。例如，带负电的电子的反粒子是带正电的正电子。[反物质会为第一艘星际飞船提供动力吗？]
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当粒子与其反粒子相遇时，它们会互相湮灭，释放出能量爆发。一克反物质湮灭一克物质释放的能量大约是投掷在日本广岛的核弹的两倍。
40 多年前，科学家首次探测到，当正电子湮灭时释放出的那种伽马射线正从银河系周围发射出来。他们的发现表明，每秒有 10^43 个正电子（即 1 后面有 43 个零）在银河系中湮灭。奇怪的是，大多数这些正电子是在银河系的中心隆起中探测到的，而不是在其外盘中，尽管隆起所容纳的质量不到银河系质量的一半。
这些正电子可能来自恒星合成的放射性物质。然而，几十年来，研究人员一直未能确定一种能够产生如此大量反物质的恒星类型。这导致了一些建议，认为许多正电子可能起源于奇异的来源，例如被认为存在于星系中心的超大质量黑洞，或者来自 暗物质粒子相互湮灭。
“这些正电子的起源是天体物理学中一个存在了 40 年的谜团，”这项新工作的主要作者、堪培拉澳大利亚国立大学的粒子天体物理学家罗兰·克罗克 (Roland Crocker) 说。这项新研究表明，一种超新星——来自恒星的灾难性爆炸——可能产生先前研究看到的巨量正电子，并解释了探测到它们的星系位置。
“你不需要像暗物质这样的任何奇异的东西来解释正电子，”克罗克告诉 Space.com。
科学家们专注于一种称为 SN 1991bg 型超新星，这种超新星已在其他星系中被探测到。与大多数超新星不同，后者可以短暂地超过其星系中所有其他恒星的光芒，但这种超新星不会产生太多可见光，而且相当罕见，这就是为什么它在银河系中避免被探测到的原因，克罗克说。
先前的研究表明，这些昏暗的超新星发生在两颗白矮星合并时。白矮星是超高密度的、地球大小的死亡恒星核心，当恒星耗尽燃料并失去外层时，它们就会被遗留下来。包括太阳在内的大多数恒星有一天都会变成白矮星。
具体而言，人们认为这些微弱的超新星发生在两颗低质量白矮星——一颗富含碳和氧，另一颗富含氦——猛烈撞击在一起时。尽管这种超新星比标准超新星更罕见，但它们会产生大量的放射性同位素，称为钛-44，它会释放出天文学家探测到的在银河系中飞驰的正电子。
这项新工作表明，这些超新星可能足以产生所有无法解释的正电子，从而解开这个银河系范围的谜团。
大多数超新星发生在年轻、大质量恒星死亡时，而 SN 1991bg 型超新星则出现在富含 30 亿至 60 亿年老恒星的星域中。这种年龄差异可以解释为什么先前探测到的正电子主要在银河系中心隆起中被发现，而银河系中心隆起的老恒星比例高于银河系外盘。
克罗克说，其他来源可能贡献了一些先前工作探测到的正电子。尽管如此，“鉴于 SN1991bg 型超新星基本上可以解释整个正电子现象学，因此它们不是必需的，”他说。“最新的数据显示，有一个正电子源与星系的中心非常接近，”克罗克补充道。“在我们的模型中，这被解释为由于分布在大约 200 秒差距 [650 光年] 尺度上的银河系超大质量黑洞周围的老恒星造成的，但黑洞本身也是一个有趣的替代来源。”
科学家们在 5 月 22 日在线发表在《自然·天文学》杂志上的 他们的发现 中详细介绍了这些内容。
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