據(jù)外媒CNET報(bào)道，2019年10月1日，地球被一顆幾乎以光速運(yùn)動(dòng)的、看不見(jiàn)的高能宇宙子彈擊中。實(shí)際上，每秒鐘都有數(shù)萬(wàn)億顆這種星系間的子彈穿過(guò)地球，但人們卻毫不知情，對(duì)此人們不必太過(guò)擔(dān)心。但下面這個(gè)要介紹的這個(gè)特定拋射物卻非常特別。
據(jù)悉，這個(gè)幽靈般的粒子在世界底部跟一個(gè)冰分子碰撞后終結(jié)了自己。幸運(yùn)的是，它是在嵌入南極下面的一個(gè)極其靈敏的探測(cè)器旁邊完成的。
這一發(fā)現(xiàn)引發(fā)了對(duì)天體槍手的星系間搜尋。那么究竟是發(fā)射了這顆特殊的子彈呢？
一群科學(xué)家在周一發(fā)表在《(Nature Astronomy》)上的一項(xiàng)新研究中詳細(xì)描述了南極洲冰立方中微子觀測(cè)站(IceCube neutrino Observatory)探測(cè)到的一種亞原子粒子--即中微子。
通過(guò)利用來(lái)自加州帕洛馬天文臺(tái)茲威基瞬態(tài)設(shè)備的數(shù)據(jù)，研究人員得以追溯亞原子子彈的起源，最終他們追溯到了約7億年前的一個(gè)極端事件：一顆恒星被黑洞撕裂時(shí)的災(zāi)難性毀滅。
這是第一次將這種現(xiàn)象跟中微子探測(cè)聯(lián)系起來(lái)。
中微子經(jīng)常被描述為“鬼粒子”，因?yàn)樗鼈儾粠щ姾汕屹|(zhì)量非常小。就像光一樣，它們從目的地以直線(xiàn)傳播。其他帶電粒子受磁場(chǎng)的支配，但中微子卻可以毫無(wú)障礙地在宇宙中穿行。它們從太陽(yáng)核心大量涌出，而在地球上，人類(lèi)可以通過(guò)核反應(yīng)堆和粒子加速器制造出它們。
2019年4月，茲威基望遠(yuǎn)鏡探測(cè)到約7億光年之外的一個(gè)黑洞周?chē)幸坏烂髁恋墓饷ⅰ．?dāng)一顆恒星過(guò)于靠近黑洞時(shí)就會(huì)產(chǎn)生這種光暈。據(jù)悉，該黑洞的質(zhì)量約是太陽(yáng)的3000萬(wàn)倍。黑洞巨大的引力將恒星拉伸，最終被極端的力量撕裂成意大利面狀。這種現(xiàn)象被稱(chēng)為潮汐破壞事件(TDE)。
恒星劇烈的終結(jié)對(duì)天文學(xué)家來(lái)說(shuō)是一個(gè)輝煌的開(kāi)始。他們能將TDE跟冰立方探測(cè)到的中微子聯(lián)系起來(lái)。研究人員推測(cè)，TDE將約一半的破碎恒星拋入太空，而其余的則在黑洞周?chē)纬梢粋€(gè)巨大的吸積盤(pán)--其由灼熱、明亮的塵埃、氣體和碎片組成。
圓盤(pán)上黑洞周?chē)目褚澳芰繉?dǎo)致大量物質(zhì)噴射出系統(tǒng)。這些噴射流可以持續(xù)數(shù)百天，這可以用來(lái)解釋從觀測(cè)TDE到在IceCube探測(cè)到中微子之間的微小時(shí)間差。
天體物理學(xué)家認(rèn)為，這表明存在一種“中央引擎”，它像自然粒子加速器一樣運(yùn)行，它能產(chǎn)生高能中微子，其中一些則可能會(huì)與地球相撞。
德國(guó)電子同步加速器(DESY)的理論天體物理學(xué)家Walter Winter表示：“中微子出現(xiàn)的時(shí)間相對(duì)較晚，是在恒星盛宴開(kāi)始半年之后。我們的模型很自然地解釋了這種時(shí)間?！?/p>
Winter和Cecilia Lunardini于周一在同一期《Nature Astronomy》中發(fā)表了他們的模型。
對(duì)希望以新方式了解宇宙的天文學(xué)家來(lái)說(shuō)發(fā)現(xiàn)TDE釋放出的中微子是一個(gè)突破。此前，科學(xué)家們只有一次能追蹤到中微子源頭的經(jīng)歷。IceCube也發(fā)現(xiàn)了。2017年，該天文臺(tái)的研究人員發(fā)現(xiàn)了一種中微子的跡象并提醒天文學(xué)家注意這一現(xiàn)象。最終，科學(xué)家們通過(guò)望遠(yuǎn)鏡追溯到一個(gè)遙遠(yuǎn)的星系，那里有一個(gè)“耀變體”--一個(gè)巨大的黑洞，它被一個(gè)吸積盤(pán)包圍。
這兩項(xiàng)探測(cè)都表明，黑洞是星系間槍手，其從深空發(fā)射幽靈粒子穿越宇宙。這可以幫助天文學(xué)家了解黑洞附近發(fā)生的過(guò)程，甚至可以開(kāi)始解決自20世紀(jì)60年代以來(lái)困擾天體物理學(xué)的一個(gè)問(wèn)題：有時(shí)會(huì)撞擊地球大氣層的超高能量宇宙射線(xiàn)來(lái)自哪里？
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