08:37 2018年12月10日
天體物理學家捕捉到外星高能信號

天體物理學家捕捉到外星高能信號

© 照片: ESA/Hubble & NASA
科學
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在俄羅斯國立核研究大學「莫斯科工程物理學院」(NRNU MEPhI)的參與下,國際天體物理學家團隊在費米實驗數據中發現了高能銀河系光子信號。這一髮現可以解釋阿蒙森-斯科特南極站「冰立方」(IceCube)中微子觀測站之前記錄到的高能中微子的來源。相關研究發表在《物理評論D》(Physical Review-D)期刊上。

中微子可以通過其他粒子會被“卡住”的地方。比如,太陽中微子來自太陽內部,可提供太陽核心中熱核反應的信息。高能中微子來自未知的外星物體,可提供其他觀測方法無法獲取的信息。

俄羅斯國立核研究大學“莫斯科工程物理學院”研究人員和巴黎第七大學(法國)、挪威科技大學(挪威)、日內瓦大學(瑞士)的同行一起研究費米望遠鏡在高能(超過300電子伏特)情況下獲取的伽馬數據時,在伽馬射線中發現了新的組元。

論文作者之一、NRNU MEPhI 教授德米特里·謝米科茲向俄羅斯衛星通訊社表示:“在能量高於300電子伏特時,由於星系際空間吸收伽馬射線,來自銀河系外部的信號將受到強烈抑制。同時,在銀河系內部的距離,伽馬射線基本不被吸收。也就是說,新的組元在我們的銀河系中應有一個來源。”

科學家表示,新組元光譜與不久前在冰立方實驗中發現的異常高能的中微子流相符。因為中微子總是和具有類似光譜的伽馬射線一起“產生”,科學家推測,兩種光譜擁有共同的起源。

謝米科茲教授表示:“在本文中,我們提出兩個可以解釋所有數據的模型。在第一個模型中,由於宇宙射線的相互作用,中微子和伽馬射線產生於靠近我們的銀河系區域。在第二個模型中,中微子和伽馬射線由於我們銀河系中暗物質的衰變而產生。”

至於這兩個模型中哪個是正確的,將來可以在進一步的研究中通過信號的不均勻性來確定。如果信號來源是暗物質的衰變,那麼這項研究的重要性不容小覷。但即使是在天體物理源較近的情況下,我們也可能第一次有機會找到產生觀測到的中微子和伽馬射線的宇宙射線源。

目前俄羅斯貝爾加湖底部正在建造一個一立方千米的水下中微子望遠鏡“Gigaton Water Detector”。預計到2020年貝爾加湖望遠鏡的靈敏度將可與IceCube實驗相當。而貝爾加湖望遠鏡甚至比IceCube更適用於觀察我們銀河系的中心部分,因為它位於北半球(南極中微子的研究人員基本要“穿過地球”來觀察粒子)。

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