健康教育网去年九月在南极发现的单个亚原子粒子正在帮助解决一个重大的宇宙奥秘：产生带电的宇宙射线的原因，这是自然界中最具能量的粒子。
十几个天文台的后续研究表明，研究人员首次确定了遥远的星系是高能中微子的来源。
反过来，这一发现可以帮助科学家确定仍然是神秘的质子和原子核源，这些质子和原子核从外层空间到达地球，统称为宇宙射线。产生宇宙射线的相同机制也应产生高能中微子。
来自世界各地的多个研究团队在7月12日发表的至少七篇论文中描述了中微子的来源。
德国慕尼黑工业大学的天体物理学家Elisa Resconi说：“这一切都指向超明亮，充满活力的来源，这是一个绝妙的来源。”
天体物理学家针对天体物理学现象提出了许多方案，这些方案既可以产生高能中微子，也可以产生带电的对应物：质子和原子核统称为宇宙射线。但是直到现在，他们还没有设法明确地将任何这些颗粒追溯到其来源。这对于宇宙射线尤其困难，因为宇宙射线的电荷使它们的路径在到达地球的过程中弯曲，而中微子却沿直线传播。
这项发现还强调了“多信使”天文学的前景，这是一个新生领域，它结合了来自不同类型天文台的信号，从而确定了天体事件的细节。
介子警报
故事始于2017年9月22日，当时一个带电粒子叫μ子，以接近光速的速度穿过南极冰帽。IceCube（由5,000多个传感器组成的阵列，埋在价值1立方公里的冰中）可检测到μ子在其唤醒后产生的闪光。粒子似乎是从检测器下方出来的-方向表明它是来自地平线以下的中微子的衰减产物。介子只能在物质内部传播那么远，而中微子通常不受阻碍地穿过整个星球。 IceCube检测到的大多数粒子都与地球内部的粒子碰撞而产生了μ子（请参阅“中微子观测站”）。
几秒钟之内，位于地球最南端的美国国家科学基金会阿蒙森科特南极站的计算机集群重建了粒子的精确路径，并认识到该μ子来自高能中微子。事件发生后43秒，气象站通过卫星链路向天文学家网络发送了自动警报。它把中微子标记为IceCube-170922A。
收到警报后，大学公园宾夕法尼亚州立大学的天体物理学家德里克·福克斯（Derek Fox）迅速在绕地球轨道的X射线观测台Swift上确保了观测时间。福克斯在两年前创建了自动警报系统，正是希望研究人员能够跟进此类事件。
他和他的团队在中微子的来源附近发现了九个高能X射线源。其中一个对象叫TXS 0506 + 056。这是一个大怪兽，一个在中心有一个超大质量黑洞的星系，也是已知的纬线辐射源。在大火中，黑洞将气体加热到数百万度，然后用两个高度准直的射流将其射出极点，其中之一指向太阳系的方向。第二天，福克斯团队向天文界宣布了它的发现。
爆发
在接下来的几天里，另一个团队检查了NASA费米伽马射线太空望远镜上的大面积望远镜（LAT）的数据。LAT不断扫荡天空，除其他外还监视约2,000种blazar。这些物体会经历持续数周或数月的活动量增加，在此期间它们会变得异常明亮。“当我们查看IceCube所说的中微子来自的区域时，我们注意到这种大爆炸比以往任何时候都更容易燃烧，”马里兰州格林贝尔特市NASA戈达德太空飞行中心的天体物理学家里贾纳·卡普托（Regina Caputo）说。 Fermi-LAT分析协调员。
9月28日，费米-拉脱维亚小组发出警报，以揭露这一发现。正是在这一点上，其他天文学家感到非常兴奋。自从2010年开始运作以来，IceCube每年都会检测出大约12个这样的高能中微子，但没有一个与天空中的特定来源相关。福克斯说：“是什么让头发直立在脖子的后部。”
尽管如此，中微子和TXS布拉扎尔耀斑之间的联系可能还是巧合。为了使情况变得更强，IceCube和费米-拉特研究中心的研究人员计算了耀斑和中微子相关的几率，而不是偶然来自天空中的同一方向。
“必须计算出天空中随机中微子来自一种已知的纬线辐射源的机会，以及当时它正在燃烧的可能性，”德国电子同步加速器的天体物理学家安娜·弗兰克（Anna Franckowiak）说。 （DESY）在Zeuthen中，他是IceCube和Fermi-LAT的成员。她和她的合作者发现这种可能性很好，尽管没有达到声称发现物理学所需的统计显着性水平1,2。
取证
从先前的一次爆炸中发现更多的中微子和纬线射线，将增加TXS 0506 + 056作为来源的证据。在11月，IceCube研究人员发现，该天文台记录到了2014年底至2015年之间来自同一方向的中微子过多。
ResConi是IceCube的高级成员，这一发现令她非常兴奋，以至于她下班后开车去参加Nick Cave音乐会时迷路了。最终落入了空旷的乡村。我的同事现在嘲笑我，下一次我们看到一个中微子源时，谁知道我将要去哪里呢？
不过，不久之后，研究人员意识到，这种费雷-拉特（Fermi-LAT）数据似乎并未显示出这种明显的耀斑。雷斯科尼说：“新闻来来往往是一条湿毯。”但是在另一项研究中，她和她的合作者发现了在此期间TXS耀斑的迹象，但是能量的γ射线对费米-拉特来说几乎太高了，无法探测到。
意大利帕多瓦天文台的西蒙娜·帕亚诺（Simona Paiano）说，主要的缺失信息是距地球的大栅栏距离。为了对其进行测量，她和她的团队在世界上最大的光学望远镜-西班牙加那利群岛之一的拉帕尔玛岛上的10.4米大加那利望远镜上预订了15小时的观察时间。他们发现它大约相距11.5亿秒差距（37.8亿光年）3。
纽约大学的粒子物理学和数据分析专家凯尔·克兰默（Kyle Cranmer）说，这些数据共同确定了可能的来源，但是“他的观察是“明确的”吗？他说。需要更多的后续行动来最终确定将易爆物质确定为高能中微子的来源。
研究人员希望这只是此类多信使事件中的第一个。他们特别期待与引力波一起检测中微子。2017年8月使用引力波发现的两个中子星的著名碰撞也应该产生中微子，但IceCube没有发现任何中微子。但是，如果TXS blazar再次爆发，则有可能检测到更多的高能中微子和其他来自中微子的辐射。
自然559，309-310（2018）
