今天出版的Science杂志刊登封面文章,“冰立方”中微子天文台找到耀变体发射超高能中微子的证据。
冰立方((IceCube)是美国设在南极洲极点处的中微子天文台。它由分布在1立方公里内的86串光传感器(光电倍增管)构成,每串60个,位于冰层下1450米到2450米。当高能中微子被冰俘获,产生带电粒子,穿过传感器阵列,将产生切伦科夫光,从而被探测到。
(IceCube)
2017年9月22日,冰立方探测到一个能量为290TeV的中微子。作为对比,目前能量最高的加速器——欧洲核子研究中心的大型强子对撞机,只能把粒子加速到7TeV。
冰立方的主要科学目标是通过中微子寻找高能宇宙射线的起源。为此,它建立了一个预警网络,对每个超高能中微子,实时重建出其方向,发布给其它望远镜,以便通过射电、光学、伽玛等波段观测对应的天体活动。观测到这个中微子后43秒,自动预警信息发出。4小时后伽玛射线协作网发出通知。
290 TeV的中微子(Science 361,146(2018))
刚开始,几个天文台并没有看到任何反常信号。6天后,费米卫星首先报告,在冰立方给的方向仅相差0.1度的地方,有个一个月前就开始闪耀的耀变体,开始变得特别明亮。很快,十几台射电、光学、伽玛望远望也观察到了显著信号,比如大西洋上的MAGIC大气切伦科夫望远镜。
高能宇宙线起源之谜
耀变体(Blazar)是活动星系核的一种,是由星系中央的巨大黑洞吸积大量物质而产生剧烈天文现象。黑洞将吸积物质的引力能,或者黑洞的转动能量,转化为强大的相对论喷流。如果喷流指向我们的视线,就构成耀变体。