神秘亚原子超能粒子或来源于遥远宇宙耀变体

　　超能粒子是宇宙中存在的一种射线之一，不过早先科学家在地球上发现了一个亚原子超能粒子引起了重视，科学家对其来源展开了调查。
　　去年9月，来自太空的一个亚原子粒子宛若“落入凡间的精灵”，横穿南极洲，犹如在平静湖面上投下一颗石子，激起阵阵涟漪，科学家争相寻找其源头。今年7月12日，数十个科研团队发表文章，认为这个亚原子粒子可能源自一个遥远的耀变体（Blazar）。
　　研究人员称，新发现是方兴未艾的多信使天文学的又一次胜利，不仅有助于科学家解开宇宙中最大的谜团之一神秘的宇宙射线“乡关何处”，也将改变人类对宇宙的看法。
　　2017年9月22日，位于南极洲极点处的冰立方（IceCube）中微子天文台探测到一个能量为290TeV的中微子。相比之下，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。
　　隶属于美国国家科学基金会（NSF）的冰立方于2010年竣工，由分布在1立方千米范围内的86串光传感器构成，每串60个，位于冰层下1。5千米深处。当中微子撞击冷冻水分子的核时，会产生带电粒子，粒子减速时会发出切伦科夫光，被冰立方捕捉到。如果产生的是缪子，它的径迹又直又长，适合于根据光的位置、时间和亮度，准确重建出中微子的方向和能量。
　　据中国科学院高能研究所研究员曹俊介绍，冰立方的主要科学目标是借助中微子寻找高能宇宙射线的起源。为此，2016年，冰立方团队建立了一个预警网络，希望集结不同波段望远镜之力，共同追捕中微子。观测到上述那个孤单的“精灵”后43秒，冰立方从南极通过卫星链路向天文学家网络发送了一个警报，并将该中微子标记为IceCube170922A。
　　几个天文台最初没有看到任何异常。6天后，美国国家航空航天局（NASA）费米伽玛射线太空望远镜（不断扫视天空，包括监视约2000个耀变体）团队报告说，他们发现名为“TXS0506056”的耀变体特别明亮，其距离冰立方团队建议的中微子方向仅0。1，几个月前就已开始发出耀斑。很快，十几台望远镜“集中火力”研究了这个耀变体。
　　英国《自然》杂志官网12日报道称，来自世界各地的多个团队在当日发表的至少7篇论文中描述了这一研究，这是科学家首次将一个遥远的星系视作高能中微子的来源。
　　意大利帕多瓦天文台西蒙娜派亚诺团队借助世界上最大的光学望远镜10。4米口径的加那利大型望远镜，发现该耀变体距地球约37。8亿光年。
　　有助揭示高能宇宙射线起源
　　曹俊解释，耀变体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的剧烈天文现象。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。如果喷流指向观察者视线，就会显得特别明亮，称为耀变体。
　　《科学》杂志12日报道称，产生中微子的耀变体还可以帮助解决天文学中一个百年未解之谜：时不时拜访地球的极高能量的质子和原子核宇宙射线从何而来？这些宇宙射线是自然界中能量最高的粒子，比地球上粒子加速器产生的能量高出100万倍，但其来源一直是个谜，因为宇宙射线所带的电荷会使它们的行进路径发生弯曲。
　　目前科学家列出的“幕后推手”名单包括中子星、伽马射线爆发、超新星和某些星系中心的黑洞等，但无论其起源何处，高能中微子都很可能作为副产物出现。中微子呈电中性，几乎没有质量，移动速度接近光速，且很少与其他物质相互作用，以直线行进。这意味着，可以通过中微子的路径，追溯出创造它们的源头事件。长期以来，天文学家一直很期待通过中微子揭示神秘的宇宙射线源头，“中微子给我们指出了一条穿越迷雾的路”。
　　如果冰立方团队是正确的，那么，这个耀变体可能是这些宇宙射线的首个“验明正身”的来源。
　　结果还需更坚实的证据
　　然而研究人员指出，这一高能中微子与耀变体之间的关联并非“稳若磐石”。曹俊称，这次观测到中微子和耀变体的相关性达到了99。9，约为3。5倍标准偏差，离科学发现所需的5倍标准偏差的严格标准（即出错的可能只有350万分之一）还差一点。
　　美国纽约大学粒子物理和数据分析专家凯尔克兰麦表示，上述数据共同确定了可能的来源，但“观察并非确定无疑，需要更多后续行动予以证实”。
　　美国盐湖城犹他大学的皮埃尔斯科尔斯基说：“新观测令人兴奋，我非常希望它能得到证实，如果最终获得证实，那将是革命性的。”
　　《科学》杂志称，研究团队希望能将冰立方的体积增大10倍，光电探测器数量增加一倍，使其可探测到更多中微子并提高指向精确度。
　　曹俊也满怀希望地表示：“即便现在的结果不足以让人信服，未来也肯定能毫无争议地确定答案。”
　　多信使天文学的胜利
　　最新研究也是方兴未艾的多信使（multimessenger）天文学的又一次胜利。多信使天文学结合来自不同类型天文台的信号，以确定天体事件的细节。
　　美国太空网12日报道称，多信使天文学始于2017年10月，那时，研究人员宣布，他们观测到了引力波和一对正在合并的中子星发出的光；而在本次研究中，中微子望远镜和其他仪器在无线电、光学、伽玛等多个波段，对该耀变体进行了研究。
　　将来自不同信使（引力波、中微子等）的信息结合在一起，将有助于科学家进一步揭开宇宙的谜团。NSF负责人弗朗斯科尔多瓦说：“多信使天文学的时代已到来。每个信使，从电磁波到引力波，现在是中微子，都有助于我们更好地理解宇宙以及其最高能的天体和事件。”