幽灵粒子(科学家检测到“幽灵粒子”从一个被尘埃笼罩的星系的中心爆炸出来)

活跃的超大质量黑洞在银河系外产生高能中微子的作用似乎已经得到证实。物理学家第二次将这些所谓的“幽灵”粒子追踪到跨越星系际空间间隙的星系中心。

有了这一发现，我们就可以开始对河外中微子工厂进行真正的普查，并利用中微子的特性来了解它们的家庭环境。

有问题的星系是一个经过充分研究的物体，被称为 NGC 1068——又名 Messier 77 或乌贼星系——一个美丽的棒旋星系，距离我们大约 4700 万光年，距离可以使用双筒望远镜观测。

科学家们已经计算了数十个来自它们方向的太电子伏 (TeV) 范围内的高能中微子。

以前，唯一的高能中微子是追踪到一个河外源的单个 TeV 粒子，该源被追踪到一个名为 TXS 0506 056 的耀变体，大约 38 亿光年远。

这使得 IceCube 的中微子天文台 10 多年来获得的新数据集合成为绝对的宝库。

“一个中微子可以挑出一个来源。但只有对多个中微子的观测才能揭示最具活力的宇宙物体的模糊核心，”威斯康星大学麦迪逊分校和 IceCube 校长的物理学家弗朗西斯哈尔岑说。研究人员说。

“IceCube 从 NGC 1068 中积累了大约 80 兆电子伏特的中微子，这不足以回答我们所有的问题，但它们绝对是中微子天文学的下一个重要步骤。”

中微子是几乎无质量的亚原子粒子，由弥漫宇宙的放射性衰变产生。

它们不断地流经宇宙中最丰富的粒子中的一切。他们正在通过你流，现在。这就是让他们难以被发现的原因：他们几乎不与任何东西互动。

对于中微子，宇宙中的正常物质也可能是烟雾和阴影。这就是为什么我们称它们为幽灵粒子。

然而，正是这种特性使它们具有潜在的研究价值。因为它们不受宇宙的影响，它们总是直线运动。

高能中微子仅在涉及宇宙射线加速的过程中产生，例如在活跃的超大质量黑洞周围的极端环境中产生的强大喷流。

但如果我们想了解这些中微子工厂，我们需要找到中微子，这就是 IceCube 的用武之地。光电探测器被埋在南极冰层下的冰冷黑暗中，寻找中微子偶尔与原子或分子相互作用时产生的光阵雨.

正是这种密切的国际合作，仔细分析了天文台收集的 10 年数据，能够识别出 80 个 1.5 至 15 TeV 范围内的高能中微子，其直线可追溯到 NGC 1068。

正如我们已经注意到的，NGC 1068 是一个活跃的星系。这是一个酒吧旋转，就像银河系一样；与银河系不同的是，NGC 1068 中心的超大质量黑洞正以惊人的速度吞噬周围空间的物质。

黑洞被赤道周围的巨大圆环和尘埃和气体盘所包围。它环绕并进入黑洞；圆环和圆盘中的重力和摩擦会产生大量的热量和光。

并非所有物质最终都超出了黑洞的事件视界。科学家们认为，其中一些沿着黑洞的磁场线加速到两极，在那里它以强大的等离子体射流被发射到太空中，该射流以几乎光速穿过太空。

如果喷流指向我们的方向，我们称星系为耀变体； TXS 0506 056 是一个耀变体，分析表明它的 300 TeV 中微子是在射向地球的喷射流中产生的。

NGC 1068 的喷流并未指向我们的方向。事实上，银河系的取向使得来自活动星系核的大部分高能光都被浓密的尘埃所遮蔽。这意味着中微子可能是一种探测难以研究的黑洞的方法。

“最近对这些物体中黑洞环境的模型表明，气体、尘埃和辐射应该会阻挡伽马射线，否则这些伽马射线会伴随中微子，”密歇根州立大学的物理学家汉斯·尼德豪森说。

“从 NGC 1068 核心探测到中微子将提高我们对超大质量黑洞周围环境的了解。”

该团队将中微子解释为粒子加速的一个标志，并表示这一发现表明，活跃的星系核对中微子群填充空间做出了重大贡献。

他们还表示，这一发现是中微子天文学的一项突破，NGC 1068 可能成为未来该领域的基石之一。

“几年前，美国国家科学基金会启动了一个雄心勃勃的项目，通过将光学和射电天文学的现有能力与探测和测量中微子和引力波等现象的新能力相结合，扩大我们对宇宙的理解。”丹尼斯说Caldwell 是美国国家科学基金会的物理学家，该基金会资助 IceCube。

“冰立方中微子天文台将邻近星系识别为中微子的宇宙来源，这只是一个令人兴奋的新领域的开始，该领域有望深入了解大质量黑洞的未发现力量和宇宙的其他基本特性。”