Файл:Spi spec-l.jpg

Краткое описание[править]

Спектр аннигилационного излучения позитронов, измеренный обсерваторией ИНТЕГРАЛ из области Галактического центра. Красной линией показан профиль линии 511 кэВ, возникающий при двух-фотонной аннигиляции. Синей линией показан спектр трех-фотонного рапада позитрония.

Позитроны практически всегда рождаются "горячими", с кинетической энергией, сравнимой с их массой покоя. В межзведной среде позитроны постепенно остывают и затем формируют "атомы" позитрония - аналог атома водорода, в котором протон заменен на позитрон. В зависимости от полного спина позитрония он распадается на два или три фотона, что приводит к появлению двух компонент в наблюдаемом спектре - узкой линии на энергии 511 кэВ (распад на два фотона, красная кривая) и широкому континууму на более низких энергиях (трех-фотонный распад, синяя кривая). По данным обсерватории ИНТЕГРАЛ энергия узкой линии равна 510.988 кэВ и совпадает с энергией покоя позитрона (или электрона) с точностью до сотой доли процента. Это позволяет утверждать что скорость движения среды, в которой происходит аннигиляция позитронов, относительно Земли не превышает 30 км/с. По ширине линии и относительной яркости трех-фотонного континуума было показано, что аннигиляция позитронов происходит в теплой (~10000 град) частично ионизованной межзвездной среде.

Точность измерений, выполненных обсерваторией ИНТЕГРАЛ является рекордной на сегодняшний день. Эти измерения, в частности, накладывают ограничения на сечение аннигиляции частиц темной материи, а также на другие, менее экзотические теоретические модели образования позитронов в Галактике, включая рапад радиоактивных элементов при взрывах сверхновых, рождение позитронов вблизи черных дыр и быстро вращающихся нейтронных звезд или при взаимодействия космических лучей с обычным веществом.

Источник: ИКИ РАН http://www.ikiweb.ru/annual/2005/05_vir.htm