路透社华盛顿6月29日消息,几千年来,人类一直怀着敬畏之心注视着组成银河系的地球夜空中闪烁的浩瀚星星——明亮的和暗淡的。 然而,我们的家乡星系现在首次以一种全新的方式被观测到。
科学家们在周四表示,他们已经生成了一张不基于电磁辐射(光),而是基于被称为中微子的幽灵般的亚原子粒子的银河系图像。
他们在南极洲表面下方原始的冰层中检测到高能量的中微子,然后追踪他们的源头回到银河系的地点,这是这些粒子首次被观察到源自我们的银河。
这种视角与我们用肉眼或用测量其他电磁源(如无线电波、微波、红外线、紫外线、X射线和伽玛射线)的仪器所能看到的完全不同。
它并非由于他们的光线而可以观察到的星星和行星等物质,而是源自银河系的中微子的神秘来源,可能是爆炸性星体死亡,即超新星的残余。
这些中微子是在一个南极上,美国科学研究站的IceCube中微子观测台上,使用覆盖一个小山那么大的区域的5000多个传感器,在十年的时间跨度内检测到的。
乔治亚理工学院的物理学家Ignacio Taboada说,这个观察是开创性的。
它确立了银河系作为中微子的源头。
我们所有未来的工作都会参考这个观察。
Ignacio Taboada是IceCube研究的发言人。
威斯康星大学(University of Wisconsin)的物理学家和IceCube首席科学家Francis Halzen说,当我们在2013年发现宇宙起源的中微子时,我们并没有发现一个起源于我们自己银河系附近源的通量,这对我们来说有点意外。
银河源应该主宰天空,就像它们在所有波长的光中一样。
我们花了十年时间才发现我们自己的银河系的中微子。
中微子是电中性的,即使是最强的磁场也不会扰动它们,它们很少与物质相互作用,因此被赞誉为”幽灵粒子”。
当中微子穿越空间时,它们能无阻地穿越物质,星星、行星,就算是人。
物理学家Ignacio Taboada,就像光可以无阻地穿过玻璃一样,中微子可以穿过所有的物质,包括整个地球。
中微子是一种基本粒子,这意味着它们不是由任何更小的东西构成的。
它们不是像电子和夸克那样的’stuff’的构成块,但它们是在核过程中产生的。
费城德雷塞尔大学的物理学家Naoko Kurahashi Neilson说,当质子(亚原子粒子)和(原子)核以非常高的能量相互作用时,它们也会产生。
他是在《科学》杂志上详细阐述了这些发现的研究团队的一员。
宇宙的许多方面仅用光是无法解读的。 在天文学中使用中微子等粒子的能力使得能够进行更可靠的检查,就像 2016 年宣布的时空结构中称为引力波的涟漪的确认开辟了另一个新领域一样。 这个领域被称为“多信使天体物理学”。
中微子与宇宙射线(迄今为止观察到的最高能量粒子)的来源相同,但在关键方面有所不同。 宇宙射线作为带电粒子,无法直接追溯到其来源,因为太空中的强磁场会改变其轨迹。
中微子到达的方向直接指向它们的原始来源。
研究人员利用机器学习来帮助区分源自我们银河系的中微子和源自其他地方的中微子。
他们发布了一个以光代表银河系中微子的发现插图,这些中微子在银河系的核心有大量集中。
中微子的起源是一个有争议的问题。
观察结果与银河系中弥漫发射中微子的想法相一致,但这些粒子可能来自特定的尚未知的源。
物理学家Ignacio Taboada说,这现在是关键的问题。
中微子只在产生宇宙射线的源中产生,它们是宇宙射线源的追踪器。
关键的问题是这些宇宙射线来自何方。
Ignacio Taboada补充道,我们银河系中中微子和宇宙射线的最可能的源头,是过去超新星爆炸的遗留物。
但这到目前为止还没有被证实。
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