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據(jù)外媒The Verge報(bào)道，天文學(xué)家可能已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了去年直接穿過地球的神秘高能粒子的深空起源。被稱為中微子的微小粒子似乎來自距離地球40億光年的一個(gè)活躍的黑洞。這是研究人員首次確定其中一種高能中微子的可能來源，使科學(xué)家們更接近于找出產(chǎn)生這些奇怪輕質(zhì)粒子的物體。

此前在南極附近工作的研究人員發(fā)現(xiàn)南極冰層中存在超高能中微子。這些快速移動的粒子通常會穿過類似地球的星球，而不會留下它們的痕跡。但位于南極的“冰立方”（IceCube）探測器卻探測到了這種超高能中微子的蹤跡

研究人員發(fā)現(xiàn)了中微子可能的來源：一個(gè)過度活躍的星系，其中心有一個(gè)超大質(zhì)量黑洞。這種星系實(shí)際上被稱為耀變體blazar，這意味著它的黑洞核心朝著地球方向噴射輻射（和其他東西）。周四在《科學(xué)》雜志上發(fā)表的兩篇論文中詳述了這一發(fā)現(xiàn)，充分證明了中微子起源于這個(gè)黑洞。

如果知道中微子的來源，科學(xué)家們就可以將它們作為探測宇宙的工具。人們認(rèn)為中微子出現(xiàn)在宇宙中一些最極端的天體內(nèi)，如垂死的恒星、黑洞和碰撞的星系。“通過尋找中微子，我們可以更多地了解這些天體內(nèi)部的情況，” 阿拉巴馬大學(xué)物理和天文學(xué)副教授、以及IceCube團(tuán)隊(duì)成員之一Dawn Williams告訴The Verge。“這可以增加我們對這些天體的認(rèn)識，這些天體仍然是研究的主題?！?/p>

然而，利用中微子的力量是很困難的，因?yàn)樗鼈儽徽J(rèn)為是宇宙中一些最隱秘的粒子。它們是我們所知道的最輕的基本粒子，。但與其他粒子（如電子或質(zhì)子）不同，中微子沒有電荷，所以它們不受磁場之類的影響。中微子可以直線穿過宇宙，覆蓋很遠(yuǎn)的距離，而不會偏離它們的路線。它們非常小，只能穿過行星、恒星和星系。

天文學(xué)家認(rèn)為，中微子是在核聚變反應(yīng)等劇烈能量過程中產(chǎn)生的，核聚變反應(yīng)會使這些粒子以接近光速的速度向外流動。人們還認(rèn)為，宇宙中的大多數(shù)中微子都是在大爆炸之后產(chǎn)生的，現(xiàn)在已經(jīng)滲透到宇宙中。在這兩項(xiàng)新研究之前，科學(xué)家們知道經(jīng)常襲擊地球的中微子的三種不同來源?？茖W(xué)家猜測這些粒子可能來自太陽內(nèi)部核反應(yīng)或來自地球大氣層。此外，來自銀河系之外的其他種類的高能粒子可能可以進(jìn)入大氣層，將分子分解成碎片并在地球上產(chǎn)生中微子“陣雨”。僅在1987年，天文學(xué)家就發(fā)現(xiàn)了來自我們銀河系外的超新星的過多中微子。

由于中微子是如此隱蔽，天文學(xué)家需要一種非常特殊的探測器才能找到這些粒子。其中一個(gè)最好的設(shè)施是靠近南極的IceCube Neutrino天文臺。它由嵌入冰蓋的數(shù)千個(gè)光敏管組成，能夠測量實(shí)際與地球發(fā)生碰撞的非常罕見的中微子。“它們的互動概率非常小，” 馬里蘭大學(xué)物理學(xué)教授、IceCube團(tuán)隊(duì)成員Erik Blaufuss告訴The Verge。“這就是為什么我們必須在南極建造這樣一個(gè)大型儀器。”每隔一段時(shí)間，一個(gè)中微子會撞到原子。當(dāng)發(fā)生這種情況時(shí)，它基本上會摧毀原子的原子核，從而產(chǎn)生透過透明冰層的藍(lán)光。探測器可以檢測到這種藍(lán)光。根據(jù)路徑，IceCube可以計(jì)算出中微子的能量及其行進(jìn)方向。

在2013年，天文學(xué)家注意到他們探測的粒子能量比太陽產(chǎn)生的粒子能量高出數(shù)百萬倍。這些高能中微子也比其他類型更為罕見。研究人員強(qiáng)烈懷疑這些中微子來自我們的太陽系和星系之外。IceCube團(tuán)隊(duì)決定回顧他們的檔案，看看是否有更多的證據(jù)支持這一點(diǎn)。他們發(fā)現(xiàn)，在2014年至2015年之間，探測器已經(jīng)從同一天空區(qū)域檢測到了一堆中微子。所有這一切都沒有直接證明其源自耀變體，但到目前為止它仍然是最好的解釋?！拔覀冃枰龈嗟挠^察才能獲得更具統(tǒng)計(jì)意義的發(fā)現(xiàn)，”Williams表示。“但這一切都非常令人興奮，我們以前從未見過伽瑪射線和中微子之間的關(guān)聯(lián)。”

IceCube團(tuán)隊(duì)希望利用多通道天文觀測系統(tǒng)等確定中微子的來源?！巴ㄟ^提供在特定時(shí)間專注于特定天空的能力，我們提高了設(shè)施的靈敏度，并增加了探測的機(jī)會，” 賓夕法尼亞州立大學(xué)天文學(xué)副教授Derek Fox表示。