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南极冰下发生一起迄今为止最小型撞击事件,诞生超感官探测宇宙新办法

 徐德文科学频道 2020-02-14

去年9月22日,在南极冰立方天文台,一个拥有10亿吨冰,10^36个原子的巨大探测器里,发生了一次迄今为止探测到的最小型的碰撞:一颗高能中微子击中了冰冻水分子中的一个原子核,产生了一个被称为μ子的粒子,穿过了探测器,让科学家们得以确认这颗中微子来自何方。

在2015年美国LIGO引力波天文台探测到两颗黑洞合并的引力波之前,我们只有一种观测世界的方式,那就是电磁波,不管是用我们的眼睛,还是形形色色的天文望远镜,我们都只能在电磁波段内“看”宇宙,这让暗物质、暗能量、引力波等天文现象难以进入我们的研究范围,更多的时候只能靠猜测和数学模型。

引力波发现后,人类终于有了探测宇宙的第二种方式,目前已产生不少科学论文,对黑洞和中子星的研究进入了新的领域;南极冰立方天文台这次探测到中微子,让科学家们拥有了探测宇宙的第三种方式。这种全新的观测方式相当于一种天体物理学的超感官,科学家们甚至无法找到适当的比喻来形容它。德雷克塞尔大学的助理教授尼尔逊勉强把它形容成一个中微子手电筒,她说,这就相当于你照一束光在桌子上,用普通手电筒你无法看到桌子后面的光,用中微子手电筒就可以穿过桌子,看到桌子内部和后面的光。

冰立方天文台是全球最大的天文台,由86根装配了传感器的电缆组成,这些电缆深入到冰下2500米处,可以通过监听传感器无线电波的变化,来判断中微子撞击事件的发生。这次检测到的中微子被确定后,科学家们通过NASA的费米伽马射线太空望远镜和加那利群岛上的大气伽玛切伦科夫成像望远镜(MAGIC),发现它来自在来自40亿光年外一颗超大质量黑洞射入宇宙的高能宇宙射线,这种γ射线源被称为耀变体,这颗特殊的恒星被命名为TXS 0506+056。

中微子探测可能是揭开宇宙黑暗面最重要的工具,随着高能中微子的发现,宇宙观察和探测或许将进入另一个全新的领域。

关于这次微型撞击事件,已经产生了两篇论文,都将发表在今天的《科学》杂志上。

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