重磅发现!宇宙最高能粒子的“加速器”来自40亿光年外耀变体黑洞

2017年9月22日,科学家通过世界上最大的中微子探测器——位于南极的“冰立方”(IceCube Neutrino Observatory),探测到了神秘的 “幽灵粒子” 。此次发现的粒子穿越40亿光年到达我们身边,普通人无从得知,科学家却异常困惑。

现在,研究人员终于锁定其来源,它们来自一种高度活跃的椭圆形星系,即所谓的 “耀变体” (blazar)。其中心内部潜藏着一个巨大的黑洞,释放出的辐射能够直抵地球。也就是说,这种高能宇宙中微子来自银河系外。

这无疑是一个惊人的发现,它不仅证实耀变体是高能中微子的一种来源,而且还建立了一个全新的研究领域:多信使中微子天体物理学。科学家将使用不同类型的探测器共同研究同一现象。同样技术也曾被用于确认并拍摄中子星碰撞的研究。

自2012年南极“冰立方”首次发现高能中微子以来,来自银河系外的这些亚原子粒子一直是令物理学家们感到棘手的课题。

在亚原子粒子中,中微子可以说最为奇异。它们的质量几乎为零,能够以接近光速的速度传播,并且通常不会和一般物质发生相互作用。对于中微子来说,宇宙可以被视为无形的“精神世界”。

之所以被称为“幽灵粒子”,是因为此时此刻,正有数十亿数量的中微子穿过你我的身体。我们却不得而知。

当然,这并不意味着中微子完全不能与物质发生作用,否则即使“冰立方”也将无法探测到高能中微子。科学家们一次又一次地发现,中微子可以与冰相互作用,并产生闪光。

“冰立方”的探测器埋藏在南极冰层之下。在黑暗中,由碰撞所产生的光子得以被探测到。

到目前为止,IceCube已经发现了几个脱颖而出的中微子。它们比正常检测数据更具有活力,这表明它们一定已经穿越了遥远的距离。

科学家曾在1987年从银河系银晕(sn1987a)的超新星爆发中发现了中微子,其能量高达36MeV; 2012年发现的中微子能量则超过了1PeV。

虽然2017年9月探测到的中微子能量略低于300TeV,但它远远高于附近的任何东西。并且,由于宇宙的一般物质对于中微子来说是“不存在的”,这意味着它们总是以直线行进。

现在,由全世界数百名科学家组成的研究团队终于确认了这个微小亚原子粒子的来源。

它可以追溯到40亿光年远的耀变体,即所谓的TXS 0506 + 056。它就位于猎户座的“肩膀”上。这一发现意味着主要由质子和原子核组成的相关高能宇宙射线,也来自同一个地方。

耀变体是一种类星体,其星系内部核心具有活跃的超大质量黑洞,在它“进食”时会发出巨大的能量。

但耀变体可能是倾斜的,所以其星系的“银道面”正对着我们,从黑洞极区发射出的一条喷流正好指向我们的方向。

在宇宙的浩瀚夜空中,已知的高能量物体数量高达数千个,但它们之中很少有谁能被作为高能中微子的可能来源。

有趣的是,天体物理学界曾普遍认为,耀变体不太可能成为宇宙射线的来源。

当2017年进行实时监测时,科学家们变得高度警惕。他们立即开始搜索冰立方中微子天文台的以往数据,并在2014年底到2015年初从同一个地方发现了若干中微子的闪耀信号。

这一发现得到了另外两个伽马射线望远镜观测结果的支持:美国宇航局(NASA)地球轨道上的费米伽玛射线空间望远镜和加那利群岛的大气伽玛切伦科夫成像望远镜(MAGIC)。

它们也都检测到源自TXS 0506 + 056的高能伽玛射线活动。另外,科学家在无线电频谱中也有所收获。

所有这些卓越的工作共同表明,这个耀变体已经成为第一个已知的最高能量中微子和宇宙射线的“加速器”。

目前,相关研究论文已经在国际顶级学术期刊《科学》杂志上发表。

©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 162,158评论 4 370
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 68,600评论 1 307
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 111,785评论 0 254
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 44,655评论 0 220
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 53,075评论 3 295
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 41,002评论 1 225
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 32,146评论 2 318
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 30,918评论 0 211
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 34,671评论 1 250
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 30,838评论 2 254
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 32,318评论 1 265
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 28,636评论 3 263
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 33,343评论 3 244
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 26,187评论 0 8
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 26,982评论 0 201
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 36,126评论 2 285
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 35,934评论 2 279

推荐阅读更多精彩内容

  • 那次去海边,我们没有选择酒店,有幸住在了一个小小的渔村,在这里领略了一番渔村生活的乐趣。 傍晚,太阳向...
    一字菩提阅读 217评论 0 2
  • 易效能90天2.0践行目的和目标 目的:为了过线上的人生,高效率、慢生活,八大关注幸福美满。 目标:健康生活--晚...
    墨愚先森阅读 226评论 3 2