黑洞加速出宇宙中能量最高的粒子

冰立方（Ice Cube）是美國設在南極洲極點處的中微子天文台，找到耀變體（Blazar）發射超高能中微子的證據。

冰立方的主要科學目標是通過中微子尋找高能宇宙射線的起源。為此，它建立了一個預警網絡，對每個超高能中微子，實時重建出其方向，發布給其它望遠鏡，以便通過射電，光學，伽瑪等波段觀測對應的天體活動。觀測到這個中微子後43秒，自動預警信息發出0.4小時後伽瑪射線協作網發出通知。

剛開始，幾個天文台並沒有看到任何反常訊號0.6天後，費米衛星首先報告，在冰立方給的方向僅相差0.1度的地方，有個一個月前就開始閃耀的耀變體，開始變得特別明亮。很快，十幾台射電，光學，伽瑪望遠鏡也觀察到了顯著訊號。

耀變體是活動星系核的一種，是由星系中央的巨大黑洞吸積大量物質而產生劇烈天文現象。黑洞將吸積物質的引力能，或者黑洞的轉動能量，轉化為強大的相對論噴流。如果噴流指向我們的視線，就構成耀變體。

高能宇宙線的起源是百年之謎，我們既不知道它們從哪兒來，也不知道其加速機制。人們猜測它的來源可能包括中子星，伽瑪射線暴，極端超新星，活動星系核等。

在耀變體噴流中，帶電粒子可以加速到極高能量。由於帶電粒子受宇宙中磁場的偏轉，當它們到達地球時，我們並不知道它們來自何處。也許它們已在銀河系中旋轉了幾十圈，才飄飄蕩蕩地抵達地球。被噴流加速的質子或者核，與物質相互作用時能產生高能介子，最終衰變成光子和中微子，而中微子是不受磁場干擾的，能夠直指源頭。看到290 TeV的中微子，意味著耀變體噴流可以產生至少幾萬TeV的質子和核，很可能就是宇宙中能量最高的粒子的出生地。

【圖：互聯網；文：節錄自中國科學院高能物理研究所網頁；新聞訊息由林景明提供】