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天文学家首次确定高能中微子源:距地球40亿光年

时间:2018-7-25 15:31:43 点击:

  核心提示:一个由多国天文学家组成的团队首次找到了超高能中微子粒子源:一个距离地球40亿光年的耀变体TXS 0506+056。中微子是一种不带电的亚原子粒子,能够自由穿过人体与行星,与其它物质的相互作用十分微弱,...

一个由多国天文学家组成的团队首次找到了超高能中微子粒子源:一个距离地球40亿光年的耀变体TXS 0506+056。

中微子是一种不带电的亚原子粒子,能够自由穿过人体与行星,与其它物质的相互作用十分微弱,极难捕捉和探测。

来自澳洲阿德莱德大学的教授Gary Hill表示:“这些极高能中微子是在宇宙射线粒子加速、能量上升,并与其它粒子发生相互作用之后形成的。因此我们发现的不只是中微子源的首个证据,同时也证明了该星系正是个宇宙射线加速器。”

威斯康星大学麦迪逊分校教授Francis Halzen说道:“有趣的是,此前天体物理界普遍认为耀变体不可能是宇宙射线的来源,如今我们却至少已经确定了一个产生高能宇宙射线的源头,因为它会产生中微子。而中微子是π介子衰变的产物,要产出中微子,你需要一个质子加速器。”

在2013年,来自阿蒙森斯科特南极考察站IceCube中微子探测天文台的研究人员首次宣布捕捉到了来自银河系外的高能中微子。

Hill表示:“这次则是找到了确切的源头,即耀变体。那是一种密度极高的高变能量源,存在于寄主星系中央的超大质量黑洞中。”

虽然肉眼看不见,但TXS 0506+056正位于离猎户座左方的夜空中。

2017年9月22日,南极的IceCube望远镜探测到了一次极高能中微子事件。


耀变体模拟图。 图:DESY / Science Communication Lab.

耀变体一个显著的特征就是光与基本粒子的双射流,像激光束一样在黑洞旋转轴上从极点射出。

IceCube配备了近乎实时的警报系统,一旦极高能中微子碰撞到IceCube内或其附近的原子核,天文台便会将坐标发送给世界范围内其它望远镜以便进行后续观测。

大约有20家太空/地面观测站响应了IceCube的警报。

NASA的费米伽马射线太空望远镜、位于加那利群岛的MAGIC望远镜、纳米比亚的高能立体望远镜系统(H.E.S.S.)均探测到了源自TXS 0506+056的高能伽马射线活动,均表明耀变体很可能就是源头。

H.E.S.S.团队成员、来自阿德莱德大学的科学家Gavin Rowell表示:“这一结果预示着中微子天文学即将进入一个新纪元,并进一步放开了研究人员利用伽马射线和无线电波进行观测活动的可能性。”

来自阿拉巴马大学的Marcos Santander教授说:“我们开始用光以外的方法进行天文学观测,把电磁和其它测量方法结合起来,进入了所谓的‘多信使天文学时代’。”

法国国家科学基金会主任France Córdova则表示:“从电磁辐射、重力波到如今的中微子,每一个信使令我们对宇宙有更全面的理解,并对天空中的物体和事件有了重要的新见解。”

天文学家对耀变体TXS 0506+056的观察从无线电波跨越到了伽马射线。上图显示的正是处于伽马射线观察下的天空,在以其为中心的广阔区域上,能量大于10亿电子伏特。该图像也显示出了2017年4月耀变体在耀斑活动开始前8个月内所检测到的伽马射线的数量。颜色越明亮就表示伽马射线越多。其中最明亮的来源则正处于我们的星系中:蟹状星云(Crab Nebula)及其脉冲星(图片上部中心),以及超新星遗迹IC443,也称为水母星云(左上角)。图:NASA / DOE / Fermi LAT Collaboration.

作者:佚名 来源:不详
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