冰立方探测器首次发现来自银河系的中微子

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来自银河系的中微子在南极洲被探测到。图片来源：Shutterstock / Denis Belitsky

经过十多年的搜寻，位于南极洲的冰立方中微子探测器终于发现了来自银河系内部的高能粒子。这一发现为了解宇宙射线如何塑造宇宙打开了一扇窗。

银河系的圆盘在每种波长的光中都非常明亮，尤其是在伽马射线中，伽马射线往往伴随着中微子。但从历史上看，来自我们星系内的任何中微子都被来自其他星系的更强信号所淹没，所以我们无法观测到它们。

“我们花了10年时间才在中微子中找到银河系平面。”美国威斯康星大学麦迪逊分校冰立方负责人Francis Halzen说，“这完全违反直觉。这就像你晚上出去，看到活跃的遥远星系中看到明亮的天空，但没有银河系。”

研究人员将一种新的机器学习算法应用于冰立方在2011年至2021年间收集的数据。这使他们能够标记以前作为噪声丢弃的信号，保留的数据是以前用于选择数据进行分析的方法的20多倍。

他们发现了高能中微子的漫射光，似乎来自我们自己的星系，但这些中微子的具体来源仍然难以捉摸。一般来说，中微子是由宇宙射线形成的。宇宙射线是高能粒子以接近光速穿过太空，与其他物质碰撞，产生基本粒子和辐射的簇射。

但这些宇宙射线究竟从何而来，以及它们是如何获得如此高的能量，长期以来一直存在争议。许多天体物理学家认为，它们来自剧烈吞噬周围物质的巨大黑洞，但这不可能是产生冰立方刚刚发现的中微子的宇宙射线的来源。“我们的星系中没有活跃的超大质量黑洞——我们的星系处于休眠状态。”Halzen说。

下一步是追踪高能中微子，找出产生它们的宇宙射线的来源。“宇宙射线似乎主导着我们星系的高能结构，它们显然扮演着重要的角色。”Halzen说，“现在，我们有了这个直接的工具来识别释放宇宙射线的来源，我们已经做到了。”

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