藝術家筆下描繪的一個耀變體。耀變體中心的超大質量黑洞會在垂直於其積吸盤的方向上產生一股高能物質噴流。DESY / Science Communication Lab
藝術家根據真實照片重繪的南極冰立方中微子天文臺。IceCube / NSF
中微子，是一種幾乎沒有質量的亞原子粒子，它不帶電，幾乎不與周圍環境發生作用。每一秒，就會有幾萬億中微子穿越我們的身體，但我們卻不會有絲毫感覺。因此中微子又被稱為“幽靈粒子”。
存在於我們周圍的大部分中微子是由太陽產生的。但有一小部分卻帶有極高的能量，它們來自遙遠的宇宙深處。由於中微子幽靈般的特性，一直以來科學家都不知道這部分中微子是從哪裡來的。
而近日，位於南極的冰立方（IceCube）中微子天文臺，會同其他觀測手段，發現了一股中微子流的源頭。這股神秘的粒子流來自一個遙遠的星系。這個星系是一個耀變體（Blazar），亦即一箇中心隱藏著快速自旋超大質量黑洞，且會產生高能物質噴流的巨型橢圓星系。
這是有史以來人類第一次定位到高能中微子流的源頭。不僅如此，由於這樣的中微子流擊中地球時，通常都會伴隨著宇宙射線，亦即是那些帶電的高能粒子流，因此，耀變體也應該是產生這些高速宇宙射線中至少一部分的加速器。
定位到這個耀變體是多信使天文學的又一成果。冰立方中微子天文臺於2017年9月發現了一股高能中微子流，其攜帶的能量，是地球上當今最強大的粒子加速器——大型強子對撞機產生的質子流的將近50倍。
發現這股神秘粒子流後不到一分鐘，觀測系統自動發出了警報，提醒天文學家進一步尋找定位粒子流來自何處。
隨後，位於全球各地，包括太空中的近20臺望遠鏡便開始進行聯合觀測。這些望遠鏡的觀測能力覆蓋了所有電磁波譜，從低能射電波，到高能伽馬射線。最後發現，這股神秘的中微子流，來自一個此前已知的耀變體。這個活躍的星系名為TXS 0506+056，距離地球大約40億光年。
在回顧了歷史數據後，冰立方天文臺還發現，此前已經記錄到多股來自同一個耀變體的中微子流。綜合所有觀測結果，天文學家確信，這股高能中微子流，以及伴隨著它而來的高能帶電粒子流（宇宙射線），就來自這個特殊的星系。
去年天文學家曾通過電磁波觀測和引力波觀測的聯手，發現了一對碰撞的中子星。而此次，則是通過中微子觀測和電磁波觀測的合作，發現了高能中微子流的源頭。科學家將相關研究成果以兩篇論文的形式，發表在了7月12日的《科學》雜誌上。
但令人困惑的是，雖然天文學家在宇宙中發現過不少耀變體，此前卻從來沒有一個會產生高能中微子流。TXS 0506+056有什麼特殊之處？又有什麼機制，使得這個星系能夠把中微子和宇宙射線加速到如此高的速度？都將是未來科學家需要努力去解開的謎。
有些活躍星系中心的超大質量黑洞會產生高能物質噴流。如果這些噴流正對著地球，這樣的星系也可稱為耀變體。 NRAO / AUI / NSF
參考：
https://doi.org/10.1126/science.aat1378
https://doi.org/10.1126/science.aat2890
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