Un’immagine del Chandra X-ray Observatory della NASA e dei telescopi ottici terrestri mostra un fascio estremamente lungo, o filamento, di materia e antimateria che si estende da una pulsar relativamente piccola. Con la sua enorme scala, questo raggio può aiutare a spiegare il numero sorprendentemente elevato di positroni, le controparti di antimateria degli elettroni, che gli scienziati hanno rilevato in tutta la Via Lattea.
Nell'immagine nella parte superiore della pagina, il pannello a sinistra mostra circa un terzo della lunghezza del fascio dalla pulsar nota come PSR J2030 + 4415 (J2030 in breve), che si trova a circa 1.600 anni luce dalla Terra. J2030 è un oggetto denso delle dimensioni di una città che si è formato dal collasso di una stella massiccia e attualmente ruota circa tre volte al secondo. I raggi X di Chandra mostrano dove le particelle che fluiscono dalla pulsar lungo le linee del campo magnetico si muovono, a circa un terzo della velocità della luce.
Una vista ravvicinata della pulsar nel pannello di destra mostra i raggi X creati dalle particelle che volano intorno alla pulsar stessa. Mentre la pulsar si muove attraverso lo spazio a circa un milione di miglia all'ora, alcune di queste particelle sfuggono e creano il lungo filamento. In entrambi i pannelli, i dati di luce ottica del telescopio Gemini su Mauna Kea alle Hawaii sono stati utilizzati e appaiono rossi, marroni e neri. L'intera lunghezza del filamento è mostrata in un'immagine separata.
https://www.youtube.com/watch?v=j5g4caLkXBgLa stragrande maggioranza dell'Universo è costituita da materia ordinaria piuttosto che da antimateria. Gli scienziati, tuttavia, continuano a trovare prove di un numero relativamente elevato di positroni nei rivelatori sulla Terra, il che porta alla domanda: quali sono le possibili fonti di questa antimateria? I ricercatori nel nuovo studio Chandra di J2030 pensano che le pulsar come questa possano essere una risposta. La combinazione di due estremi, rotazione veloce e alti campi magnetici di una pulsar, portano all'accelerazione delle particelle e alla radiazione ad alta energia che crea coppie di elettroni e positroni. (Il solito processo di conversione della massa in energia notoriamente determinato dall'equazione E = mc2 di Einstein viene invertito e l'energia viene convertita in massa).
Le pulsar generano venti di particelle cariche che di solito sono confinate all'interno dei loro potenti campi magnetici. La pulsar J2030 sta viaggiando attraverso lo spazio interstellare a circa mezzo milione di miglia all'ora, con il vento che segue dietro di essa. Del gas a prua si muove davanti alla pulsar, simile all'accumulo d'acqua di fronte a una barca in movimento. Tuttavia, circa 20-30 anni fa il movimento a prua sembra essersi bloccato e la pulsar lo ha raggiunto.
La collisione che ne è seguita probabilmente ha innescato una perdita di particelle, in cui il campo magnetico del vento pulsar si è collegato con il campo magnetico interstellare. In precedenza, gli astronomi hanno osservato grandi aloni intorno alle pulsar vicine, nella luce dei raggi gamma, che implicano che i positroni energetici generalmente hanno difficoltà a fuoriuscire nella Galassia. Ciò ha minato l'idea che le pulsar spieghino l'eccesso di positroni rilevato dagli scienziati. Tuttavia, i filamenti pulsar che sono stati recentemente scoperti, come J2030, mostrano che le particelle possono effettivamente fuggire nello spazio interstellare e alla fine potrebbero raggiungere la Terra.