天體物理學(xué)家已經(jīng)接近確定來自太空的高能中微子來源，研究小組將南極中微子天文臺冰立方收集的數(shù)據(jù)與射電望遠(yuǎn)鏡測量的長電磁波數(shù)據(jù)進(jìn)行了比較。宇宙中微子被證明與遙遠(yuǎn)活動(dòng)星系中心的耀斑有關(guān)，這些星系被認(rèn)為擁有超大質(zhì)量黑洞。

當(dāng)物質(zhì)落向黑洞時(shí)，其中一些被加速并噴射到太空中，產(chǎn)生中微子，然后中微子以接近光速的速度在宇宙中滑動(dòng)，研究成果現(xiàn)已發(fā)表在《天體物理學(xué)》期刊上。

中微子是非常微小的神秘粒子，研究人員甚至不知道中微子的確切質(zhì)量。中微子可以毫不費(fèi)力地穿過物體、人甚至整個(gè)地球球。當(dāng)質(zhì)子加速到接近光速時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生高能中微子。俄羅斯天體物理學(xué)家將重點(diǎn)放在200萬億電子伏特或更高的超高能中微子起源上。研究小組將埋藏在南極冰層中的冰立方設(shè)施測量結(jié)果與大量的無線電觀測結(jié)果進(jìn)行了比較。

這些難以捉摸的中微子粒子，被發(fā)現(xiàn)是在類星體中心的射頻耀斑期間出現(xiàn)。類星體是某些星系中心的輻射源，它們由一個(gè)巨大的黑洞產(chǎn)生，該黑洞消耗漂浮在其周圍圓盤中的物質(zhì)，并噴出極其強(qiáng)大的超熱氣體射流。研究表明：高能中微子誕生在活動(dòng)星系核中，特別是在射電耀斑期間。在分析了冰立方探測到的大約50個(gè)中微子事件后，研究小組表明，這些粒子來自地球射電望遠(yuǎn)鏡網(wǎng)絡(luò)所看到的明亮類星體。

中微子來源超乎意料

該網(wǎng)絡(luò)使用最精確的方法，來觀測無線電波段中的遙遠(yuǎn)物體：超長基線干涉測量法。這種方法實(shí)質(zhì)上是通過在地球上放置許多天線來創(chuàng)建一個(gè)巨大的望遠(yuǎn)鏡，這個(gè)網(wǎng)絡(luò)中最大元素之一是位于埃菲爾斯堡的馬克斯·普朗克協(xié)會(huì)100口徑米望遠(yuǎn)鏡。此外，研究小組還假設(shè)中微子是在射電耀斑期間出現(xiàn)的。為了驗(yàn)證這一想法，物理學(xué)家們研究了位于北高加索地區(qū)的俄羅斯Ratan-600射電望遠(yuǎn)鏡數(shù)據(jù)。

盡管普遍認(rèn)為高能中微子應(yīng)該與伽馬射線是同一起源，但這一假設(shè)被證明是非?？尚诺?。之前關(guān)于高能中微子起源的研究，一直在聚光燈下尋找中微子的來源。MIPT列別捷夫研究所和馬克斯·普朗克射電天文研究所的尤里·科瓦列夫說：我們以為我們會(huì)測試一個(gè)非常規(guī)的想法，盡管成功的希望微乎其微。但我們很幸運(yùn)，多年來對國際射電望遠(yuǎn)鏡陣列的觀察數(shù)據(jù)，使這一非常令人興奮的發(fā)現(xiàn)成為可能，而無線電波段被證明是確定中微子起源的關(guān)鍵。

起初，結(jié)果似乎好得令人難以置信，但在仔細(xì)重新分析數(shù)據(jù)后，研究確認(rèn)中微子事件顯然與射電望遠(yuǎn)鏡接收到的信號有關(guān)。根據(jù)RAS特殊天體物理天文臺Ratan望遠(yuǎn)鏡多年的觀測數(shù)據(jù)驗(yàn)證了這種關(guān)聯(lián)，結(jié)果隨機(jī)的概率只有0.2%。這對于中微子天體物理來說是相當(dāng)成功的，其研究發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在需要理論上的解釋。研究團(tuán)隊(duì)打算重新檢查這些發(fā)現(xiàn)，并利用貝加爾湖水下中微子探測器Baikal-GVD的數(shù)據(jù)，找出類星體中微子起源背后的機(jī)制。

Baikal-GVD是一個(gè)位于貝加爾湖的水下中微子探測器，目前正處于建造的最后階段，已經(jīng)部分投入使用。切倫科夫探測器，用于發(fā)現(xiàn)中微子（包括IceCube和Baikal-GVD）依靠大量的水或冰，作為最大化中微子事件數(shù)量和防止傳感器意外發(fā)射的一種手段。當(dāng)然，用射電望遠(yuǎn)鏡持續(xù)觀測遙遠(yuǎn)的星系，對這項(xiàng)研究任務(wù)同樣至關(guān)重要。

博科園｜研究/來自：莫斯科物理技術(shù)研究所

研究發(fā)表期刊《天體物理學(xué)》

DOI: 10.3847/1538-4357/ab86bd

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