今天出版的Science雜志刊登封面文章,“冰立方”中微子天文臺找到耀變體發(fā)射超高能中微子的證據(jù)。
冰立方((IceCube)是美國設(shè)在南極洲極點處的中微子天文臺。它由分布在1立方公里內(nèi)的86串光傳感器(光電倍增管)構(gòu)成,每串60個,位于冰層下1450米到2450米。當(dāng)高能中微子被冰俘獲,產(chǎn)生帶電粒子,穿過傳感器陣列,將產(chǎn)生切倫科夫光,從而被探測到。

(IceCube)
2017年9月22日,冰立方探測到一個能量為290TeV的中微子。作為對比,目前能量最高的加速器——歐洲核子研究中心的大型強子對撞機,只能把粒子加速到7TeV。
冰立方的主要科學(xué)目標(biāo)是通過中微子尋找高能宇宙射線的起源。為此,它建立了一個預(yù)警網(wǎng)絡(luò),對每個超高能中微子,實時重建出其方向,發(fā)布給其它望遠(yuǎn)鏡,以便通過射電、光學(xué)、伽瑪?shù)炔ǘ斡^測對應(yīng)的天體活動。觀測到這個中微子后43秒,自動預(yù)警信息發(fā)出。4小時后伽瑪射線協(xié)作網(wǎng)發(fā)出通知。

290 TeV的中微子(Science 361,146(2018))
剛開始,幾個天文臺并沒有看到任何反常信號。6天后,費米衛(wèi)星首先報告,在冰立方給的方向僅相差0.1度的地方,有個一個月前就開始閃耀的耀變體,開始變得特別明亮。很快,十幾臺射電、光學(xué)、伽瑪望遠(yuǎn)望也觀察到了顯著信號,比如大西洋上的MAGIC大氣切倫科夫望遠(yuǎn)鏡。
高能宇宙線起源之謎
耀變體(Blazar)是活動星系核的一種,是由星系中央的巨大黑洞吸積大量物質(zhì)而產(chǎn)生劇烈天文現(xiàn)象。黑洞將吸積物質(zhì)的引力能,或者黑洞的轉(zhuǎn)動能量,轉(zhuǎn)化為強大的相對論噴流。如果噴流指向我們的視線,就構(gòu)成耀變體。