作者:张梦然 来源:科技日报 发布时间:2023/7/3 14:56:56
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通过新镜头观察星系
首张银河系“幽灵粒子”肖像生成

 


艺术家合成的冰立方中微子天文台地面部分照片以及首张基于中微子的银河系图像。检测到的中微子以蓝色表示,显示其相对于更熟悉的银河系光学视图的大致位置。图片来源:冰立方合作组(Yuya Makino)/美国国家科学基金会

从可见星光到无线电波,长期以来人们一直通过银河系发出的各种频率的电磁辐射来观察它。科学家们现在通过确定数千个中微子的银河起源,揭示了银河系的独特图像。基于中微子的银河系图像,是第一张由物质粒子而不是电磁能制成的银河肖像。研究结果6月30日发表在《科学》杂志上。

这一突破由南极中微子观测站实现,这一巨大的天文台通过使用埋在一立方公里的透明原始冰层深处的数千个网络传感器,探测来自太空的高能中微子的微妙迹象。

中微子是看不见的“幽灵粒子”,它们大量存在,但通常直接穿过地球而不被发现。当中微子碰巧与冰立方下方的冰相互作用时,这些罕见的相遇会产生微弱的光图案,冰立方可检测到这些图案。一些光图案具有高度方向性,清楚地指向天空的特定区域,使研究人员能够确定中微子的来源。

团队此次开发了一种机器学习算法,比较了冰立方10年来记录的6万多个此类中微子产生的级联光的相对位置、大小和能量,并使用模拟人工数据仔细测试和验证了这一算法。当他们最终将冰立方提供的真实数据输入算法时,显现的图片展示了与银河系中疑似发射中微子的位置相对应的亮点。这些地点观测到的伽马射线,被认为在理论上可产生中微子。

美国国家科学基金会物理部主任丹尼斯·考德威尔表示,科学上的重大突破往往通过技术进步实现。高度灵敏的冰立方探测器提供的功能,加上新的数据分析工具,让人们对银河系有了全新的认识。人们可期待这张肖像以不断增加的分辨率出现,进而揭示人类从未见过的银河系隐藏特征。

 
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