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NASA望远镜发现射手座A *可能会产生中微子

2021-06-02 14:50:06来源:

天文学家使用三颗NASA卫星揭示了第一个证据,表明银河系的超大质量黑洞(射手座A *)可能产生中微子。

银河系中心的巨大黑洞可能正在产生被称为中微子的神秘粒子。如果得到证实,这将是科学家第一次将中微子追溯到黑洞。

这方面的证据来自三个用X射线观察的NASA卫星:钱德拉X射线天文台,斯威夫特伽玛射线任务和核光谱望远镜阵列(NuSTAR)。

中微子是微小的粒子,不带电荷,并且与电子和质子的相互作用非常弱。与光或带电粒子不同,中微子可以从其宇宙源的深处出现并在整个宇宙中传播,而不会被中间物质吸收,或者在带电粒子的情况下,会被磁场偏转。

地球不断受到来自太阳的中微子的轰炸。但是,来自太阳系之外的中微子的能量可能高出数百万或数十亿倍。长期以来,科学家一直在寻找超高能和超高能中微子的起源。

“弄清楚高能中微子的来源是当今天体物理学中最大的问题,”威斯康星大学麦迪逊分校的杨白说,他与人合着了有关这些结果的研究,并发表在《物理评论D》上。有第一个证据表明,天文学的源头-银河系的超大质量黑洞-可能会产生这些非常活跃的中微子。

由于中微子很容易穿过材料,因此很难建立能准确显示中微子来自何处的探测器。自该设施于2010年投入运营以来,位于南极下方的IceCube中微子天文台已经探测到36个高能中微子。

通过将IceCube的功能与来自三台X射线望远镜的数据相结合,科学家能够寻找与高能中微子到达地球相对应的太空中的暴力事件。

威斯康星大学(University of Wisconsin University)的合著者安德里亚·彼得森(Andrea Peterson)说:“我们检查了钱德拉目睹了从银河系超大质量黑洞人马座A *探测到的最大爆发,然后发生了什么。”“不到三个小时后,IceCube发生了中微子探测。”

此外,在Swift和NuSTAR观测到的超大质量黑洞爆发后的几天内,出现了数个中微子检测。

威斯康星大学(University of Wisconsin University)的合著者艾米·巴杰(Amy Barger)说:“如果我们发现人马座A *产生中微子,那将是非常大的事情。”“这是科学家遵循的非常有希望的线索。”

科学家认为,能量最高的中微子是在宇宙中最强大的事件中产生的,例如星系合并,物质掉落到超大质量黑洞中以及围绕着称为脉冲星的密集旋转恒星的风。

研究人员团队仍在尝试为射手座A *如何产生中微子的案例。一个想法是,当黑洞周围的粒子被像声波一样的冲击波加速时,会发生这种情况,这种冲击波会产生带电粒子,并衰减为中微子。

最新结果也可能有助于理解天体物理学的另一个主要难题:高能宇宙射线的来源。由于构成宇宙射线的带电粒子会被我们银河系中的磁场偏转,因此科学家一直无法查明它们的起源。由Sgr A *附近的冲击波加速的带电粒子可能是非常高能的宇宙射线的重要来源。

NASA位于阿拉巴马州汉斯维尔的马歇尔太空飞行中心负责管理NASA华盛顿州科学任务局的Chandra计划。位于马萨诸塞州剑桥市的史密森尼天体物理天文台控制着钱德拉的科学和飞行业务。

出版物:Y. Bai等人,“射手座A *的中性灯塔”,Phys。D 90,063012,2014年; doi:10.1103 / PhysRevD.90.063012

研究报告的PDF副本:射手座A *的中微子灯塔

图像:NASA / CXC / Univ。威斯康星州/拜县等。