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Rogue neutrino likely came from supermassive black hole, scientists say

包括芝加哥大学(University of Chicago)科学家在内的VERITAS合作组织证实,在超大质量黑洞附近发现了高能伽马射线。虽然这样的探测对真理来说是比较常见的,但这个黑洞可能是已知的第一个高能宇宙中微子的天体物理来源——一种幽灵般的亚原子粒子。

2017年9月22日,位于南极的立方公里中微子望远镜冰立方中微子天文台探测到一个可能来自天体物理的高能中微子。然而,仅仅观察到一个中微子并不足以使冰立方宣称发现了一个中微子源。为此,科学家们寻求其他仪器的帮助。

在冰立方探测宣布后不久,世界各地的望远镜迅速投入行动,以确定来源。其中之一是“高能辐射成像望远镜阵列系统”(Very energy Radiation Imaging Telescope Array System, VERITAS),这是位于亚利桑那州南部的一组望远镜,用于扫描天空中的伽马射线活动。

VERITAS和其他伽马射线天文台的这些后续观测表明,中微子的来源是一颗布拉泽星——一个超大质量黑洞,拥有强大的喷射流,随着时间的推移,其亮度会发生剧烈的变化。

这颗名为TXS 0506+056的恒星位于距离地球约40亿光年的星系中心。

“这伽马射线检测,因为冰立方中微子警报的结果,是一个优秀的和令人兴奋的力量的例子我们称之为多信使astrophysics-observations宇宙中通过多种类型的信号,”斯科特说后,芝加哥大学的物理学教授,恩里科·费米研究所所长。“芝加哥从一开始就在建造和运营VERITAS方面发挥了重要作用。这样的结果就是我们进入这个行业的原因。”

韦克利是芝加哥VERITAS集团的负责人,2015年至2018年担任VERITAS副发言人。

最初,美国宇航局的费米伽马射线太空望远镜观测到TXS 0506+056的亮度是其全天监测中通常观测到的亮度的几倍。最终,在中微子探测后的两周内,魔法天文台探测到了高能得多的伽马射线,而VERITAS、H.E.S.S.和HAWC在警报发出后的两周内的任何观测中都没有探测到布拉扎尔。

考虑到高能伽马射线探测在确定中微子可能来源方面的重要性,VERITAS在接下来的几个月里,一直观察到2018年2月的TXS 0506+056,并揭示了中微子的来源,尽管它的状态比MAGIC探测到的更暗。这一发现证实了伽玛射线源的变异性,伽玛射线是火焰的一个标志。

探测与中微子同时发生的伽马射线是很诱人的,因为这两种粒子都必须在宇宙射线的产生过程中产生。自从100多年前宇宙射线首次被发现以来,它就一直是个谜。是什么创造并发射这些粒子穿越如此遥远的距离?他们来自哪里?

“中微子事件之间的潜在联系,tx 0506 + 056在加速机制,揭示这些星系的核心,并提供线索的世纪的宇宙射线的来源的问题,”巴纳德学院的VERITAS发言人Reshmi穆克吉说,在纽约的哥伦比亚大学,纽约。

国家科学基金会主任弗兰斯·科尔多瓦说:“多信使天体物理学的时代已经来临。来自电磁辐射、引力波以及现在的中微子的每一个信使,都让我们对宇宙有了更全面的了解,也让我们对天空中最强大的物体和事件有了更重要的新见解。只有长期致力于基础研究,并投资于一流的研究设施,才有可能实现这样的突破。”

研究负责人、塔斯卡卢萨阿拉巴马大学的马科斯·桑坦德说:“用VERITAS探测到TXS 0506+056中的高能伽马射线,这为我们了解中微子和其他潜在中微子源的强大过程提供了重要信息。”

VERITAS是位于亚利桑那州南部弗雷德劳伦斯惠普尔天文台的地面设施。它由4架12米长的光学望远镜组成,可以通过极短的蓝色“切伦科夫”光来探测伽马射线,这种蓝光是在伽马射线被地球大气层吸收时产生的。VERITAS的合作包括来自美国、加拿大、德国和爱尔兰20个机构的约80名科学家。

引文:“VERITAS对BL Lac天体TXS 0506+056的观测,”Santander等人,《天体物理学杂志通讯》,2018年7月12日;2018年7月12日,《科学》杂志,“多名乘客对燃烧的布拉扎与高能中微子IceCube-170922A同时发生的观测”。

资助机构:美国能源部、国家科学基金会、史密森学会。

新闻英文原版地址:https://news.uchicago.edu/story/rogue-neutrino-likely-came-supermassive-black-hole-scientists-say