宇宙中的「幽靈粒子」,它們到底從哪里來的?科學家:與黑洞有關

天空之城 2022/08/12 檢舉 我要評論

科學家揭開宇宙「幽靈粒子」——中微子的誕生謎團

近日,據cnBeta.COM報道,一個國際研究小組揭開了「中微子」誕生謎團。據悉,該研究小組認為:中微子是在耀變體中誕生的。

我們知道,中微子是自然界中最基本的粒子之一,但它實際上不僅高能且難以探測,在到達地球之前它已經行進了數十億光年。盡管科學家們知道中微子來自宇宙深處,但是它的確切來源仍然是一個謎團。

事實上,早在2017年9月,天文學家就認為中微子來自于遙遠的耀變體。當時,位于南極洲極點處的「冰立方」探測到一個中微子,其能量為290TeV。相比之下,歐洲核子研究中心的大型強子對撞機只能把粒子加速到7TeV,其能源遠遠比不上這一中微子。

據科學家表示,冰立方的主要目標是借助中微子尋找高能宇宙射線的起源,為此還建立了一個預警網絡。因此,冰立方在觀測到上述中微子后,立刻從南極通過衛星向天文學家發送了一個警報,并將中微子標記為「IceCube-170922A」。

中微子真的誕生于耀變體嗎?

最初,天文學家并沒有發現任何異常,直到6天后,美國NASA的費米伽瑪射線太空望遠鏡發現一個名為「TXS 0506+056」的耀變體變得特別明亮。很快,科學家們將目標放在該耀變體上,而這也是科學家首次將一個星系視作中微子的來源。據數據顯示,該耀變體距離地球約37.8億光年。

耀變體又是什麼呢?

然而,耀變體又是什麼呢?耀變體是一種密度極高的能量源,也是活動星系核的一種,其由星系中央的黑洞吸積大量物質而產生的劇烈天文現象。黑洞將吸積物質的引力能或者是黑洞自身的轉動能量,轉化為相對論噴流,這一現象便是「耀變體」。

在發現耀變體「TXS 0506+056」后,科學家們便開始研究中微子是否來源于耀變體。2021年6月,一位名為Buson的教授在歐洲研究理事會的支持下開始研究宇宙的各種信號,其主要目標是闡明中微子的來源,并確定耀變體是銀河系外高能中微子的第一個來源。

在經過一段時間的觀測分析后,Buson教授和她的小組發現相對論噴流形成后,宇宙粒子在這里被加速并發出輻射,其能量達可見光一萬億倍。因而,Buson教授認為可以將耀變體和中微子聯系起來,也就是說中微子是在耀變體中誕生的。上面提到,中微子不僅高能且難以預測,它們能在宇宙中自由穿梭,甚至可以直接穿過星系、行星和人體,幾乎不會留下任何痕跡。然而,它們為何能直接穿過宇宙呢?

為何中微子能自由在宇宙中穿梭?

對此,科學家解釋道:宇宙中存在四種基本作用力,分別是強力、電磁力、弱力以及引力。但是中微子不參與強相互作用力,也不參與電磁反應,這也意味著前兩種基本作用力對中微子不起任何作用。雖然引力對中微子有效,但是因為中微子的質量非常小,小到只有電子的幾十萬分之一,因而引力對中微子的影響幾乎等于零。

實際上,只有弱相互作用力才能與中微子產生反應,但其作用力只存在原子核的夸克層面。當中微子遇上夸克時,就可以感受到中微子的存在,但兩者相遇的難度是非常高的。因此,中微子可以自由穿過星系、行星和人體,并且幾乎不會留下任何痕跡。話說回來,科學家們發現中微子的來源,有什麼意義呢?

發現中微子的來源有什麼意義?

宇宙射線是自然界中能量最高的粒子,但其來源一直是個謎,因為宇宙射線中的電荷會使它們的行進路徑發生改變。所以,在耀變體誕生的中微子可以幫助天文學中一個未解之謎,即宇宙射線從哪里來的。

對此,你們怎麼看呢?

搶先看最新趣聞請贊下面專頁

用戶評論