中微子極難被發(fā)現(xiàn)，河系因?yàn)樗鼈兒苌倥c原子碰撞。中噴一光年的幽靈粒子鉛只能阻止大約一半的中微子穿過它(這解釋了為什么中微子被稱為“幽靈粒子”)。
中微子是科學(xué)由放射性衰變產(chǎn)生的，例如在核反應(yīng)堆中，現(xiàn)高或者當(dāng)異常高能的河系徐州云龍外圍女上門包夜服務(wù)提供全國外圍女上門1662+044-1662提供全國外圍女上門.粒子撞擊原子時(shí)。最活躍類型的中噴特點(diǎn)是能量比驅(qū)動(dòng)恒星的聚變反應(yīng)產(chǎn)生的能量高幾百萬到幾十億倍。
冰立方中微子天文臺(tái)位于星空下，幽靈粒子背景是科學(xué)低極光下的銀河。(圖片鳴謝:Yuya Makino，現(xiàn)高IceCube/NSF)
已知高能中微子來自銀河系以外的河系星系。但是中噴研究人員長期以來一直懷疑我們的銀河系也是一個(gè)來源。例如，當(dāng)宇宙射線——以接近光速運(yùn)動(dòng)的原子核——撞擊塵埃和氣體時(shí)，它們會(huì)產(chǎn)生伽馬射線和高能中微子。先前的研究已經(jīng)探測(cè)到來自銀河系平面的伽馬射線，所以科學(xué)家們也期待來自那里的高能中微子。
有跡象表明會(huì)有這種排放，但至今仍難以證實(shí)。這項(xiàng)新研究從另一個(gè)角度進(jìn)行了觀察，使用了阿蒙森-斯科特南極站的冰立方中微子天文臺(tái)。IceCube嵌入在一千兆噸(10億噸)的冰中，這使它成為有史以來第一個(gè)千兆噸中微子探測(cè)器。
冰立方包含0.24立方英里(1立方千米)的南極冰，擁有5000多個(gè)光傳感器。這些設(shè)備觀察中微子撞擊原子時(shí)產(chǎn)生的獨(dú)特閃光。
研究小組將重點(diǎn)放在銀河系的平面上，這是位于銀河系赤道沿線的銀河系致密區(qū)域。他們研究了10年的冰立方數(shù)據(jù)，分析了60，000個(gè)中微子——比之前銀道面的中微子掃描結(jié)果多30倍。
這比聽起來更困難，因?yàn)橛钪嫔渚€與地球大氣層中的分子碰撞產(chǎn)生的中微子背景阻礙了從更遠(yuǎn)的地方挑出中微子的努力。
為了克服這一挑戰(zhàn)，研究人員使用人工智能技術(shù)來分析IceCube數(shù)據(jù)。這有助于清除大氣中的中微子，中微子的產(chǎn)生往往會(huì)產(chǎn)生天文臺(tái)也能探測(cè)到的其他粒子。
這項(xiàng)工作確定了可能來自銀河系銀道面的高能中微子。
“對(duì)高能中微子的觀察打開了一個(gè)全新的窗口來研究我們的宿主星系的屬性，”研究的合著者，德國多特蒙德大學(xué)的天體粒子物理學(xué)家Mirco Hüennefeld告訴Space.com。
“我認(rèn)為看到年輕的中微子天文學(xué)領(lǐng)域以如此快的速度發(fā)展是令人興奮的，”海因費(fèi)爾德補(bǔ)充道。“設(shè)想像冰立方這樣的中微子望遠(yuǎn)鏡花了幾十年時(shí)間，就在最近幾年，我們看到了令人興奮的觀測(cè)結(jié)果的積累，包括河外來源的第一個(gè)證據(jù)。現(xiàn)在，有了這些結(jié)果，我們?cè)谥形⒆犹煳膶W(xué)方面實(shí)現(xiàn)了一個(gè)新的里程碑。”
盡管這些發(fā)現(xiàn)表明新發(fā)現(xiàn)的中微子來自我們的星系，但I(xiàn)ceCube目前還不夠敏感，不足以確定它們的來源。海因費(fèi)爾德說，它們可能以分散的方式出現(xiàn)，或者其中相當(dāng)一部分可能來自天空中的特定點(diǎn)。
“這些發(fā)現(xiàn)耐人尋味的是，與光子相反，銀河中微子的發(fā)射被河外中微子流掩蓋了，”Hüennefeld說。
在未來幾年，IceCube將獲得探測(cè)器升級(jí)，“這將進(jìn)一步提高其靈敏度，使我們能夠在不久的將來獲得中微子中銀河系的更清晰的圖像，”Hüennefeld說。“回答這些問題將對(duì)我們理解宇宙射線及其起源產(chǎn)生影響，并在總體上對(duì)我們的主星系的推斷屬性產(chǎn)生影響。”
科學(xué)家們周四(6月29日)在《科學(xué)》雜志上在線詳細(xì)介紹了他們的發(fā)現(xiàn)。