俄研究人員追蹤到高能宇宙中微子的來源:類星體

2020-12-03 cnBeta

據外媒New Atlas報導,俄羅斯的研究人員現在已經追蹤到了一些超高能中微子的來源--來自活躍類星體的射電耀斑。中微子是帶著中性電荷的基本粒子,幾乎沒有質量。它們非常常見,在核反應堆和武器、太陽、超新星和宇宙射線與地球大氣層相互作用時產生。

但其中一些在深空中被加速到極高的能量,而這種現象是如何發生的,在哪裡發生的,仍然是個謎。找到這個謎底是莫斯科物理與技術研究所(MIPT)、俄羅斯科學院和馬克斯-普朗克研究所的研究人員的新研究的目標。

儘管中微子很常見,但它很難研究。這是因為它們與其他物質沒有太多相互作用,可以毫不費力地穿過整個行星。但每隔一段時間,就會有一種粒子隨機地與另一種粒子發生相互作用,專門的探測器可以捕捉到這種信號。為了保護它們不受外界幹擾,中微子探測器通常建在地下深處、水下或冰層下。這樣一來,其他粒子會在地表或附近的分子上偏轉,而中微子則會直接穿過。

在這種情況下,研究小組使用了IceCube中微子觀測站的數據,這是一個埋在南極洲2公裡(1.2英裡)冰層下的中微子觀測站。他們在尋找200萬億電子伏特或更高能量的中微子。

他們的假設是,高能中微子是在類星體的射電耀斑過程中產生的。當物質落向黑洞時,質子有時會被加速並射出太空,成為高能中微子。雖然以前也曾探測到過來自類星體的中微子,但人們認為它們總是伴隨著伽馬射線暴。新研究的團隊懷疑它們可能是在射電耀斑中產生的。

為了找出答案,研究人員分析了IceCube採集到的50次中微子事件,並將數據與世界各地的射電望遠鏡對類星體的測量結果進行了比較。特別是,他們使用了俄羅斯的射電望遠鏡RATAN。果然他們發現,在中微子撞擊地球的同時,經常會有頻率超過10GHz的射電耀斑來自某些類星體的記錄。

「起初,結果似乎『太好了』,但在仔細分析數據後,我們確認中微子事件顯然與射電望遠鏡撿到的信號有關,」該研究的作者 Sergey Troitsky說。「我們根據RAS特殊天體物理觀測站的RATAN望遠鏡多年的觀測數據,檢查了這種關聯性,結果隨機性的概率只有0.2%。這對中微子天體物理學來說是相當成功的,我們的發現現在需要理論解釋。」

現在,該團隊計劃研究類星體究竟是如何產生中微子的,並對最初的研究結果進行重新檢查。

該研究結果發表在《天體物理學雜誌》上。

相關焦點

  • 天文學家追蹤到神秘高能中微子的來源,指向超大質量黑洞
    天文學家追蹤到神秘高能中微子的來源,指向超大質量黑洞  Emma Chou • 2020-05-18 15:35:59 來源:前瞻網 E4245G0
  • 中微子來自哪裡?研究發現:與黑洞、活動星系和類星體有關!
    文章來自:博科園官網(www.bokeyuan.net)天體物理學家已經接近確定來自太空的高能中微子來源,研究小組將南極中微子天文臺冰立方收集的數據與射電望遠鏡測量的長電磁波數據進行了比較。宇宙中微子被證明與遙遠活動星系中心的耀斑有關,這些星系被認為擁有超大質量黑洞。
  • 科學家追蹤宇宙中微子的來源意外發現幕後BOSS是怪物黑洞!
    科學家利用費米伽馬射線太空望遠鏡(Fermi Gamma-ray Space Telescope)首次發現了銀河系外高能中微子的來源。在被地球上的科學家發現之前,這個中微子幾乎以光速運行了37億年。這是科學家們所能識別的起源最遠的中微子。
  • 高能中微子來自超大質量黑洞?
    中微子是一種非常神秘的粒子,它們的質量很小,沒有電荷,而且很少與其他物質相互作用。同時它們也非常普遍,幾乎每時每刻都有大約1000億個中微子會在你身體的每平方釐米中流動。科學家認為中微子是由大爆炸產生的,但是具體來源尚未可知。近日,南極脈衝瞬變天線安妮塔探測到一些中微子。與大多數的中微子探測器不同,安妮塔是一個由氣球懸掛的無線電探測器。
  • 來自宇宙的「高能信號」究竟告訴了我們什麼?
    太長不看版2017年9月22日,南極 「冰立方」望遠鏡探測到了一次極高能中微子事件。這顆中微子的來源方向上,剛好有一個正處在活躍狀態的「耀變體」。它很可能就是這顆極高能中微子的源頭。這是首次確認了宇宙中高能中微子和高能宇宙線的具體來源天體。
  • 終於,物理學家弄清了南極高能幽靈粒子的來源之謎:耀變體黑洞!
    現在,研究人員終於鎖定其來源,它們來自一種高度活躍的橢圓形星系,即所謂的 「耀變體」 (blazar)。其中心內部潛藏著一個巨大的黑洞,釋放出的輻射能夠直抵地球。也就是說,這種高能宇宙中微子來自銀河系外。
  • 超越物理學標準模型,發現超高能事件,是研究中微子的關鍵!
    華盛頓大學麥克唐奈空間科學中心(McDonnell Center For The Space Sciences)成員德夫說:到目前為止,冰立方的所有非標準相互作用研究都只集中在低能大氣中微子數據上。「『Zee Burst』機制提供了一種新的工具,可以利用冰立方的超高能中微子探測非標準相互作用。
  • 科學家在南極發現中微子 將這樣改變宇宙
    有了它提供的證據,天文學家終於解開了關於高能宇宙射線的一大百年之謎。宇宙射線由快速移動的基本粒子構成,對太空人和飛機乘客而言都是一大威脅。科學家認為,此次發現這種早在地球形成前便由「耀變體」發射出去的「幽靈粒子」,可以為我們提供一種全新的看待宇宙的方式。此次發現的中微子可能源自快速旋轉的超大質量黑洞兩極釋放出的加速高能粒子流。在此之前,高能宇宙射線的來源一直是科學界的一大未解之謎。
  • 科學家在南極發現中微子 或改變我們認識宇宙方式
    2017年9月22日,「冰立方」觀測站探測到一顆中微子後,天文學家爭相尋找它的源頭——位於一個遙遠星系中央的超大質量黑洞。此次發現的中微子可能源自快速旋轉的超大質量黑洞兩極釋放出的加速高能粒子流。在此之前,高能宇宙射線的來源一直是科學界的一大未解之謎。除宇宙射線外,這一最新發現還為科學家提供了探索宇宙深處的新途徑。
  • 宇宙中微子可能來源於大質量黑洞的光冕
    冰立方中微子觀測站觀測到的高能宇宙中微子的起源,是令物理學家和天文學家困惑不解的謎。一個新的模型可以幫助解釋由最近的中微子和伽馬射線數據推斷出的這些中微子的意外大通量。賓夕法尼亞州立大學(Penn State)的研究人員在2020年6月30日發表在《物理評論快報》(Physical Review Letters)雜誌上的一篇論文描述了這個模型,指出活動星系核心發現的超大質量黑洞是這些神秘中微子的來源。
  • 帶你遨遊宇宙中最大的粒子加速器——類星體的世界
    而類星體是最強的絕對藍星。太空人們曾經觀察到劇烈的電磁輻射,從無線電波到伽馬射線,跨越了整片光譜。一項新研究著眼於類星體的能量。他們研究最強的輻射——伽馬射線,發現輻射的來源不僅僅受限於中心區域大小。那個尚未確定的圓盤也位於這裡。伽馬射線的輻射還來自於等離子流,這些等離子流有幾千光年長,並且從中心區域向外發散。這是一張半人馬射電源A的錢德拉X射線天文臺圖像。
  • 在南極又捕獲到神秘的宇宙中微子,難道是地外文明的無線信號?
    地球的兩極由於寒冷是目前唯一沒有人類長期居住的區域,因此也成為從事科學研究的最佳地區之一,在南極地區有專門檢測各類宇宙信號的裝置——南極瞬態脈衝天線,研究人員專門用它接收來自宇宙中的各種脈衝信號,尤其是最為神秘的高能中微子,這種中微子被認為是構成宇宙的基本粒子之一
  • 超級神岡探測器捕捉到了什麼?小小中微子是否能解釋整個宇宙?
    超級神岡探測器(Super Kamiokande)內的一艘划艇上,兩名研究人員正在探測中微子撞擊水分子的過程。(圖片來源:messynessychic) 隨著時間的推移,物理學家們注意到他們的計數有出入。他們認為,這種差異有助於解釋宇宙中物質的存在。
  • 超級神岡探測器捕捉到了什麼?小小中微子是否能解釋整個宇宙?
    研究人員可能發現了存在於物理學某處的一種不對稱性。超級神岡探測器(Super Kamiokande)內的一艘划艇上,兩名研究人員正在探測中微子撞擊水分子的過程。(圖片來源:messynessychic)隨著時間的推移,物理學家們注意到他們的計數有出入。他們認為,這種差異有助於解釋宇宙中物質的存在。
  • 我們終於知道高能「幽靈粒子」從何而來
    科學家們找到了來自銀河系外高能宇宙中微子的來源。
  • 光線追蹤研究公開課下周直播!中科院高能物理研究所助理研究員林韜...
    光線追蹤技術最初是由一位來自數學應用組的科學家在20世紀60年代發明的,但由於其計算量過於龐大,以前的GPU無法提供足夠的算力支持。直到NVIDIA推出「Turing」圖靈架構的RTX系列處理器,首次支持光線追蹤,才使得光線追蹤技術開始被大規模使用。目前,光線追蹤被廣泛應用於遊戲、影視等動畫效果的渲染,能夠營造出更加真實的光影效果。
  • 中國大亞灣實驗功成身退 打開中微子研究新大門
    來源:中國新聞網中新網北京12月13日電 (記者 孫自法)中國第一代中微子實驗裝置——大亞灣反應堆中微子實驗(大亞灣實驗)裝置,在實現原定科學目標、完成科學使命後已於12日正式退役。孫自法 攝主持大亞灣實驗的中國科學院高能物理研究所(中科院高能所)表示,大亞灣實驗取得的重要成果,不僅讓中國在基礎科學國際前沿的中微子研究領域躋身全球第一方隊,更為未來中微子研究指明方向,打開了新一代中微子研究大門。
  • 「追蹤」2000萬個高能質子,精準繪製宇宙...
    ,這些粒子包括各種原子核、正負電子、高能伽馬射線和中微子等,它們統稱為宇宙線。與世界同類探測設備相比,「悟空」具有觀測能段範圍最寬、粒子鑑別能力最優這兩項核心技術優勢,為此次研究提供了大量高品質數據。袁強指著觀測圖譜表示,宇宙線能譜的明顯「拐折」正是出現在十幾TeV這樣的高能段。  對於宇宙線的直接測量,需要到外太空進行,因為地球大氣會阻擋、摧毀這些宇宙線,以至於這些高能粒子到達不了地球表面。
  • 中國科學家發現宇宙最亮類星體
    以中國天文學家為主的科研團隊發現了一顆430萬億倍太陽光度、中心黑洞質量約為120億個太陽質量的超亮類星體。據悉,這是人類目前已觀測到的遙遠宇宙中發光最亮、中心黑洞質量最大的類星體。它的質量是如此之大,以至於現有理論模型很難解釋它在宇宙形成早期如何迅速地長大。