天文学家拍到在银河系中徘徊的“幽灵”

“冰立方”发布首张银河系中微子图。

银河系中微子图（右旋了90度）。 IceCube / NSF / ESO

银河系可见光图与银河系中微子图叠加在一起后的效果。 IceCube / NSF / ESO

【资料图】

理论上每秒钟都有1000万亿个幽灵粒子穿越我们的身体，然而我们浑然不觉。有人怀疑它是传说中的暗物质，但也只是怀疑。这种幽灵粒子就是中微子。

中微子不带电，极轻，以近光速飞行，穿透力极强，因此极难探测到。

它们可由放射性衰变和核反应等方式产生，比如恒星中心的核聚变。但是天文学家发现，有些中微子带有极高的能量，却来历不明。

这些中微子被称为高能中微子。宇宙射线和星际介质碰撞会释出伽马射线和中微子。人们发现，银河系平面能产生伽马射线，于是推测高能中微子也来自那里。

为了研究这种行踪不定的神秘粒子，人们在南极修建了一座中微子天文台——“冰立方（IceCube）”，专事捕捉中微子的踪影。

长宽各为1千米的“冰立方（IceCube）”深埋在南极厚厚的冰层下，装备有5000多个光传感器。它能利用“级联”效应，探测中微子穿越地球后与外界发生作用时发出的闪光，并根据它们的直线特征推测它们的来源。虽然中微子数量巨大，但能够探测到的中微子事件却不多。

近日“冰立方”公布了一张银河系中微子图，使得我们能够首次通过粒子而非电磁波（可见光）来观察我们的银河系。这张图中的银河系失去了我们熟悉的样貌。但它或许可以引导科学家发现一些不为人知的秘密。

先进算法的加持，使“冰立方”的灵敏度比之前提升了3倍。在10年期间探测到的大约6万起中微子事件基础上，研究人员结合多方数据，完成了这幅银河系中微子图的绘制。

这是人类首次借助非光子的粒子来观察我们的银河系。中微子天文学的发展，使得我们观测宇宙又多了一个新的方法。

位于南极的“冰立方”中微子天文台。 Yuya Makino / IceCube / NSF

参考 Observation of high-energy neutrinos from the Galactic plane https://www.science.org/doi/10.1126/science.adc9818 Galactic neutrinos in the Milky Way https://www.science.org/doi/10.1126/science.adi6277

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