南極冰層下的驚人發現:黑洞噴流中的神秘微中子
在南極冰層深處,科學家們建造了一座獨特的「望遠鏡」——由5160個感測器組成的「冰立方微中子觀測站」。這個龐大的實驗設施最近捕捉到來自「烏賊星系」(NGC 1068)的異常微中子訊號,可能改寫我們對宇宙高能粒子的認知。
微中子是宇宙中最難以捉摸的粒子之一,它們幾乎不與任何物質相互作用,能夠輕鬆穿透行星、恆星甚至人體。科學家發現,來自烏賊星系的微中子能量異常強大,卻幾乎沒有伴隨伽瑪射線爆發——這與現有理論完全相悖。
由加州大學洛杉磯分校、大阪大學和東京大學卡夫利宇宙物理與數學研究所組成的國際團隊提出大膽新假說:這些微中子可能源自黑洞附近被紫外線撕裂的氦原子核。當氦核在黑洞噴流中加速並與高能光子碰撞時,會釋放出不穩定的中子,這些中子衰變後產生微中子,卻不會伴隨強烈的伽瑪射線。
「傳統理論認為高能微中子應該與伽瑪射線成對出現,」研究團隊成員、UCLA物理學教授Alexander Kusenko解釋道:「但烏賊星系的觀測資料顯示,伽瑪射線強度遠低於預期,這迫使我們必須尋找全新的解釋。」
這項發表在《物理評論快報》的研究不僅解開了天文學界的長期謎團,更揭示了宇宙中可能存在一類全新的「隱藏微中子源」。這些天體因為伽瑪射線訊號過於微弱,過去可能被科學家們忽略。
「就像我們銀河系中心也存在超大質量黑洞,」研究第一作者、UCLA博士生Koichiro Yasuda指出:「理解這些極端環境中的物理過程,或許能幫助我們更深入瞭解宇宙的基本運作機制。」
科學家們強調,基礎研究往往能帶來意想不到的技術突破。從電子發現到核磁共振技術,許多改變人類生活的發明都源自看似「無用」的基礎科學研究。「我們正站在微中子天文學的起點,」Kusenko教授表示:「今天的投資,可能在數十年後開創全新的科技領域。」
這項突破性研究由美國能源部、日本文部科學省等機構資助,再次證明政府支援基礎科學的重要性。隨著更多類似觀測資料的累積,科學家們期待能進一步驗證這項理論,揭開宇宙最神秘粒子的面紗。