圖為藝術(shù)家繪制的星系中央概念圖。此次“冰立方”觀測站探測到的中微子也許就源自此處。
新浪科技訊 北京時(shí)間7月16日消息，據(jù)國外媒體報(bào)道，科學(xué)家在地球上發(fā)現(xiàn)了一個“幽靈般”的亞原子粒子，一個困擾了科學(xué)家半個多世紀(jì)的宇宙之謎也許總算能就此解開。
此次找到的高能中微子是該類型中首次被人類發(fā)現(xiàn)的粒子?？茖W(xué)家對其追根溯源，發(fā)現(xiàn)其來自40億光年外的一處橢圓星系。該星系中央有一個巨大的黑洞，中心直接瞄準(zhǔn)地球發(fā)射光線和輻射。
該星系屬于“耀變體”。有了它提供的證據(jù)，天文學(xué)家終于解開了關(guān)于高能宇宙射線的一大百年之謎。宇宙射線由快速移動的基本粒子構(gòu)成，對宇航員和飛機(jī)乘客而言都是一大威脅。
科學(xué)家認(rèn)為，此次發(fā)現(xiàn)這種早在地球形成前便由“耀變體”發(fā)射出去的“幽靈粒子”，可以為我們提供一種全新的看待宇宙的方式。
2017年9月22日，“冰立方”觀測站探測到一顆中微子后，天文學(xué)家爭相尋找它的源頭——位于一個遙遠(yuǎn)星系中央的超大質(zhì)量黑洞。
此次發(fā)現(xiàn)的中微子可能源自快速旋轉(zhuǎn)的超大質(zhì)量黑洞兩極釋放出的加速高能粒子流。在此之前，高能宇宙射線的來源一直是科學(xué)界的一大未解之謎。
除宇宙射線外，這一最新發(fā)現(xiàn)還為科學(xué)家提供了探索宇宙深處的新途徑。就像2016年發(fā)現(xiàn)的引力波一樣，中微子也可能是一種新“信使”，可將能量攜帶至宇宙各處。這樣一來，中微子就成了繼光子和引力波之后的“第三種信使”。
這一高能中微子最早由“冰立方”中微子觀測站于2017年9月22日探測到。這座巨大的觀測站位于南極冰層下方約1.6公里處。由5000多個超敏傳感器構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)成功探測到了中微子與冰發(fā)生相互作用時(shí)發(fā)出的標(biāo)志性藍(lán)色“切倫科夫輻射光”。
NASA費(fèi)米望遠(yuǎn)鏡在尋找該中微子來源黑洞的競賽中拔得了頭籌。
中微子幾乎沒有質(zhì)量，可直接穿透沿途遇到的恒星、行星和任何物體，從而一路暢通無阻、從源頭直達(dá)地球。因此天文學(xué)家得以對其追蹤溯源，找到了其位于數(shù)十億光年之外的源頭。
探測到這顆中微子的新聞一爆出，天文學(xué)家們立即進(jìn)入了狂熱狀態(tài)，紛紛將望遠(yuǎn)鏡對準(zhǔn)其射來的方向。通過搜尋，天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了40億光年之外、位于獵戶座左側(cè)的的一個“耀變體”，即一類含有超大質(zhì)量黑洞的特殊星系。耀變體的關(guān)鍵特征便是兩道從圍繞黑洞旋轉(zhuǎn)的物質(zhì)兩極噴出的兩道光線和基本粒子流?？茖W(xué)家認(rèn)為，此次由“立方體”觀測站探測到的中微子是由這些粒子流形成的高能宇宙射線與觀測站附近物質(zhì)發(fā)生相互作用時(shí)產(chǎn)生的。
科學(xué)家在全球最大的中微子觀測站——南極“冰立方”觀測站中首次探測到了中微子。
萊卡斯特大學(xué)天文學(xué)家保羅·奧布萊恩教授（Professor Paul O‘Brien）表示：“中微子幾乎從不與物質(zhì)發(fā)生相互作用。能從宇宙中探測到它的存在就夠神奇的了，得知它可能源自何處更是一次偉大的勝利。這一結(jié)果將幫助我們以全新的方式研究宇宙中最遙遠(yuǎn)、最強(qiáng)大的能量源?！?/p>
不同于高能中微子，大多數(shù)宇宙射線都帶有電荷，導(dǎo)致其運(yùn)動軌跡會在磁場作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn)，因此不可能追溯其來源。而中微子則不然，即使最強(qiáng)大的磁場也無法影響其分毫。
在“冰立方”團(tuán)隊(duì)發(fā)出消息、邀請全世界的望遠(yuǎn)鏡共同參與觀測后不到一分鐘，天文學(xué)家就確定了這一名為TXS 0506的耀變體的位置。
科學(xué)家表示，具備探測高能中微子的能力將為我們打開了解宇宙的另一扇窗。
2016年2月，科學(xué)家宣布發(fā)現(xiàn)了宇宙中的“第二位信使”，即“時(shí)空中的漣漪”引力波。
負(fù)責(zé)管理“冰立方”實(shí)驗(yàn)室的美國國家科學(xué)基金會主管弗朗斯·科爾多瓦（France Cordova）表示：“多信使天體物理學(xué)時(shí)代已經(jīng)到來。從電磁輻射到引力波，再到如今的中微子，每種信使都能幫助我們更全面地了解宇宙，并獲得對宇宙中最強(qiáng)大的天體和事件的新認(rèn)知?！?/p>
宇宙射線最早由物理學(xué)家維克托·赫斯（Victor Hess）于1912年借助熱氣球上安裝的儀器發(fā)現(xiàn)。近年研究顯示，宇宙射線由接近光速的質(zhì)子、電子或原子核構(gòu)成。（葉子）
