用中微子观察：天文学家如何在没有光的情况下绘制宇宙图

六月，研究人员发布了可能是迄今为止最不寻常的银河系肖像。天文学家首次使用光线以外的东西绘制了我们的银河系图，这一发现预示着研究繁忙的银河系中心发生的事情的新方法。

这些数据来自南极的冰立方天文台，该天文台探测中微子，这是宇宙中最轻、最普遍的基本粒子。该观测站由 5,160 个传感器组成，埋藏在冰盖表面以下 1.5 公里以上。在十年的时间里，该阵列一次检测到一个中微子，并测量它们来自的方向，这使得研究人员能够将它们的起源绘制到银河系中心。

研究人员表示，我们银河系的第一张中微子图是中微子天文学新兴领域的一个里程碑。这只是开始。从地中海到西伯利亚，多个中微子探测阵列的建设正在进行中。

众所周知，中微子是通过无数的亚原子过程产生的：从太阳核心的核聚变和地球岩石的放射性，到星际粒子与大气的高能碰撞。在过去的十年中，冰立方中微子观测站对太空进行了更深入的研究，揭示了具有创纪录高能量的中微子，并确定了它们的起源于遥远的宇宙源。

事实上，天文学家发现宇宙深处的中微子比银河系中的中微子更容易。IceCube 发言人、威斯康星大学麦迪逊分校物理学家弗朗西斯·哈尔森 (Francis Halzen) 表示：“我们现在掌握的关于河外来源的信息比银河来源的信息还要多。” “这太棒了。”

IceCube和其他天文台正在将中微子变成一种工具，用于观察其他无法到达的地方，例如围绕星系中心超大质量黑洞旋转的致密物质漩涡，那里的极端能量可以揭示新的物理现象。这种方法最终可能有助于揭示宇宙射线的来源——质子或更重的原子核，其运动速度接近光速。

高能焦点

IceCube 于 2010 年竣工，旨在捕获深空中微子。它的目标是研究可能产生高能中微子的广泛宇宙现象——比恒星核聚变或放射性产生的中微子能量高数千倍。

哈尔岑说，利用高能中微子绘制银河系地图始终是重中之重，部分原因是它可以揭开一个长期存在的谜团。星际空间充满了高能宇宙射线，研究人员不确定它们来自哪里。但有一件事是明确的：当它们与其他物质碰撞时，这些粒子必须产生大量的高能中微子——这就是 IceCube 设计用来观测的中微子，每个中微子的能量达到 500 吉电子伏 (GeV) 或更高。