热点关注:  
放射性同位素 粒子加速器 辐照杀菌 无损检测 高新核材 辐射成像 放射诊疗 辐射育种 食品辐照保鲜 废水辐照 X射线 中广核技 中国同辐

中微子来自哪里?研究发现:与黑洞、活动星系和类星体有关!

2022-01-05 15:50     来源:天文物理     中微子
天体物理学家已经接近确定来自太空的高能中微子来源,研究小组将南极中微子天文台冰立方收集的数据与射电望远镜测量的长电磁波数据进行了比较。宇宙中微子被证明与遥远活动星系中心的耀斑有关,这些星系被认为拥有超大质量黑洞。当物质落向黑洞时,其中一些被加速并喷射到太空中,产生中微子,然后中微子以接近光速的速度在宇宙中滑动,研究成果现已发表在《天体物理学》期刊上。

中微子是非常微小的神秘粒子,研究人员甚至不知道中微子的确切质量。中微子可以毫不费力地穿过物体、人甚至整个地球球。当质子加速到接近光速时,就会产生高能中微子。俄罗斯天体物理学家将重点放在200万亿电子伏特或更高的超高能中微子起源上。研究小组将埋藏在南极冰层中的冰立方设施测量结果与大量的无线电观测结果进行了比较。

这些难以捉摸的中微子粒子,被发现是在类星体中心的射频耀斑期间出现。类星体是某些星系中心的辐射源,它们由一个巨大的黑洞产生,该黑洞消耗漂浮在其周围圆盘中的物质,并喷出极其强大的超热气体射流。研究表明:高能中微子诞生在活动星系核中,特别是在射电耀斑期间。在分析了冰立方探测到的大约50个中微子事件后,研究小组表明,这些粒子来自地球射电望远镜网络所看到的明亮类星体。

中微子来源超乎意料

该网络使用最精确的方法,来观测无线电波段中的遥远物体:超长基线干涉测量法。这种方法实质上是通过在地球上放置许多天线来创建一个巨大的望远镜,这个网络中最大元素之一是位于埃菲尔斯堡的马克斯·普朗克协会100口径米望远镜。此外,研究小组还假设中微子是在射电耀斑期间出现的。为了验证这一想法,物理学家们研究了位于北高加索地区的俄罗斯Ratan-600射电望远镜数据。

尽管普遍认为高能中微子应该与伽马射线是同一起源,但这一假设被证明是非常可信的。之前关于高能中微子起源的研究,一直在聚光灯下寻找中微子的来源。MIPT列别捷夫研究所和马克斯·普朗克射电天文研究所的尤里·科瓦列夫说:我们以为我们会测试一个非常规的想法,尽管成功的希望微乎其微。但我们很幸运,多年来对国际射电望远镜阵列的观察数据,使这一非常令人兴奋的发现成为可能,而无线电波段被证明是确定中微子起源的关键。

起初,结果似乎好得令人难以置信,但在仔细重新分析数据后,研究确认中微子事件显然与射电望远镜接收到的信号有关。根据RAS特殊天体物理天文台Ratan望远镜多年的观测数据验证了这种关联,结果随机的概率只有0.2%。这对于中微子天体物理来说是相当成功的,其研究发现现在需要理论上的解释。研究团队打算重新检查这些发现,并利用贝加尔湖水下中微子探测器Baikal-GVD的数据,找出类星体中微子起源背后的机制。

Baikal-GVD是一个位于贝加尔湖的水下中微子探测器,目前正处于建造的最后阶段,已经部分投入使用。切伦科夫探测器,用于发现中微子(包括IceCube和Baikal-GVD)依靠大量的水或冰,作为最大化中微子事件数量和防止传感器意外发射的一种手段。当然,用射电望远镜持续观测遥远的星系,对这项研究任务同样至关重要。



推荐阅读

中微子质量起源与宇宙的原初反物质消失之谜

本文发表于《科学通报》“观点”栏目,由中科院高能所邢志忠研究员撰写,对中国科协发布的2021年度重大科学问题、工程技术难题和产业技术问题之“中微子质量和宇宙物质-反物质不对称的起源是什么?”进行解读。 2021-12-29

NASA批准在南极洲进行PUEO实验 以寻找宇宙中能量极高的“幽灵”粒子

芝加哥大学物理学家Abby Vieregg正在领导一项国际实验,该实验主要是利用南极洲的冰盖作为一个巨大的探测器来寻找来自外太空的极高能量粒子。 2021-12-17

美媒:大型强子对撞机内惊现“幽灵粒子”

参考消息网12月8日报道据美国趣味科学网站12月3日报道,物理学家首次在一台原子破碎装置内部探测到了被称为中微子的“幽灵粒子”。 2021-12-09

青年科学家在大科学装置上的原创性研究和关键核心技术攻坚主题沙龙成功举办

12月2日,中国科协青年科学家主题沙龙在中国科学院高能物理研究所顺利召开。沙龙主题为“青年科学家在大科学装置上的原创性研究和关键核心技术攻坚”。 2021-12-06

研究表明,中微子探测器经常提供不正确的粒子能量

中微子是通过观察它们撞击原子核时产生的粒子簇射来检测的,但使用电子代替中微子的新研究表明,用于重建来自这些簇射的传入中微子能量的模型通常会给出错误的答案。 2021-12-02

阅读排行榜