一个巨大的中微子观测台深埋在 南极冰 已经发现了有史以来难以捉摸的粒子的第二个银河系外来源。
在结果中 上周发表在 科学, IceCube 合作报告称在一个名为 NGC 1068 的“活跃星系”中检测到中微子，该星系距离地球约 47 万光年。
如何发现中微子
中微子是非常害羞的基本粒子，不经常与其他任何东西相互作用。 当它们在 1950 年代首次被发现时，物理学家很快意识到它们在某些方面是天文学的理想选择。
由于中微子很少与其他粒子发生任何关系，因此它们可以畅通无阻地穿越宇宙。 然而，他们的害羞也使他们难以被发现。 要捕获足够多的有用信息，您需要一个非常大的检测器。
这就是冰立方的用武之地。从 2005 年到 2011 年的七个夏天，美国阿蒙森-斯科特南极站的科学家们用热水钻在冰上钻了 86 个洞。 每个洞深近 2.5 公里，宽约 60 厘米，包含 60 个篮球大小的光探测器，连接在一根长长的电缆上。
这如何帮助我们检测中微子？ 偶尔，中微子会撞到探测器附近冰中的质子或中子。 碰撞产生了一种更重的粒子，称为 μ 子，它移动得如此之快以至于发出蓝光，光探测器可以捕捉到。
通过测量这种光到达不同探测器的时间，可以计算出 μ 子（和中微子）来自的方向。 从粒子能量来看，IceCube 探测到的大部分中微子都是在地球大气层中产生的。
然而，一小部分中微子确实来自外太空。 截至 2022 年，已识别出来自遥远宇宙某处的数千个中微子。
中微子从何而来？
它们似乎相当均匀地来自各个方向，没有出现任何明显的亮点。 这意味着那里一定有很多中微子来源。
但这些来源是什么？ 有很多候选者，听起来很奇特的物体，比如活跃的星系、类星体、耀变体和伽马射线暴。
2018 年，IceCube 宣布发现了第一个已识别的高能中微子发射体：耀变体，这是一种特殊的星系，恰好向地球方向发射高能粒子射流。
被称为 TXS 0506+056 的耀变体是在 IceCube 看到单个高能中微子并发出紧急天文学家电报后被识别出来的。 其他望远镜争先恐后地观察TXS 0506+056，发现它也在同时发射大量伽马射线。
这是有道理的，因为我们认为耀变体的工作原理是将质子提升到极速，然后这些高能质子与其他气体和辐射相互作用，产生伽马射线和中微子。
活跃的星系
耀变体是有史以来发现的第一个银河系外源。 在这项新研究中，IceCube 确定了第二种。
IceCube 的科学家们重新检查了他们收集的头十年的数据，应用奇特的新方法对中微子的方向和能量进行了更准确的测量。
结果，背景中微子辉光中一个已经很有趣的亮点变得更加清晰。 大约 80 个中微子来自一个距离相当近、研究充分的星系，称为 NGC 1068（也称为 M77，因为它是法国天文学家查尔斯·梅西耶创建的著名的 77 世纪有趣天文目录中的第 18 个条目）。
NGC 47 距离地球约 1068 万光年，是一个众所周知的“活跃星系”，是一个核心极其明亮的星系。 它比耀变体 TXS 100+0506 近 056 倍，它与我们的夹角意味着来自其核心的伽马射线被尘埃遮挡在我们的视野中。 然而，中微子愉快地直接穿过尘埃进入太空。
这一新发现将为天体物理学家和天文学家提供有关 NGC 1068 内部究竟发生了什么的大量信息。已经有数百篇论文试图解释星系内核的工作原理，新的 IceCube 数据增加了一些关于中微子的信息将有助于改进这些模型。
