超大黑洞撕裂恒星，科学家追溯到高能中微子始源

人民日报欧洲网编译报道，超大质量黑洞是隐藏在星系中心的庞然大物。它们的引力如此之大，以至于它们附近会积聚大量物质，并且一部分物质会最终掉入黑洞中。

如果有倒楣的恒星跑到超大质量黑洞附近，它就会被超强的引力碾碎。这被天文学家称为潮汐破坏事件。

然后，黑洞将吞噬残留物，这会让黑洞充满能量，短时间内爆发强大的辐射。

最近，一组天文学家目睹了这样的宇宙大灾变，也追溯到宇宙中最神秘高能中微子的始源。

2019年4月9日，位于加州的帕洛玛天文台（Palomar Observatory）的兹维基瞬变设施（Zwicky Transient Facility）检测到潮汐破坏事件中发出的光。

这个编号为AT2019dsg的事件发生在一个编号为2MASX J20570298 + 1412165的星系中，该星系位于海豚星座方向，距离地球有6.9亿光年。

令这一事件更奇特的是，天文学家后来从同一方向发现了一个非常高能量的中微子。

2019年10月1日，南极洲的冰立方中微子观测站（IceCube Neutrino Observatory）检测到一个编号为IC191001A的高能中微子。

分析表明，中微子来自非常接近AT2019dsg的方向。

波鸿大学（University of Bochum）的安娜·弗兰科维克教授（Anna Franckowiak）在一份声明中说：“IC191001A以100兆兆伏特的惊人能量砸入了南极冰中。”

“相比之下，这至少是世界上最强大的粒子加速器——位于日内瓦附近的欧洲粒子物理实验室CERN的大型强子对撞机所能达到的最大粒子能量的十倍。”

中微子是一个非常奇怪的基本粒子。它无处不在，比宇宙中所有原子的数量还多，但是它非常小，而且几乎不与任何东西相互作用。这使它们极难被探测到。

“这是与潮汐破坏事件有关的第一个中微子，它为我们带来了宝贵的证据。”德国电子同步加速器（DESY）和洪堡大学（Humboldt University）的博士生罗伯特·斯坦因（Robert Stein）说。

来自纽约大学（New York University）的共同主要作者舍特·范·维尔曾（Sjoert van Velzen）博士说：“宇宙高能中微子的起源是未知的，主要是因为它们很难被追踪。”

“我们的结果是第二次将高能中微子追溯到其来源。”

但是，由于中微子的观测是在潮汐破坏事件发生数月之后才提出的，因此人们对这两个观测是否真的相关提出了疑问。

这些疑虑促使人们进行了从无线电、光学到X射线望远镜，包括美国航天局的斯威夫特X射线太空望远镜（Swift X-ray Telescope）在内的多波段观测项目，试图了解潮汐破坏事件与超高能中微子之间的联系。

“潮汐破坏事件是极为罕见的现象，在像我们这样的大星系中，每10,000至100,000年只会发生一次。天文学家目前只观察到几十个。”美国宇航局戈达德太空飞行中心（NASA Goddard Space Flight Center）的斯威夫特X射线望远镜首席研究员布拉德利·琴科（Bradley Cenko）说， “每个事件的多波段观测有助于我们进一步了解它们，因此即使没有初始中微子检测，AT2019dsg也引起了极大的兴趣。”

DESY中微子天文学负责人，洪堡大学的马雷克·科瓦尔斯基教授（Marek Kowalski）说：“这些综合的观察证明了多信使天文学的力量。” “如果没有检测到潮汐破坏事件，中微子将只是其中之一。如果没有中微子，那么对潮汐破坏事件的观察将只是其中之一。只有通过这种结合，我们才能找到加速器，并了解有关内部流程的新知识。”

AT2019dsg是为数不多的已知X射线辐射潮汐破坏事件之一。科学家认为，X射线来自吸积盘的内部或相对论的等离子流。

研究团队没有看到来自AT2019dsg喷射器的明确证据，而是建议磁盘中的快速冷却可以解释X射线的发射。

但是，并非每个人都同意这个想法。另一种观点认为，发射源是被一堆碎片迅速遮盖的喷流。到目前为止，尚不清楚哪种方案是正确的。

美国威斯康星大学麦迪逊分校（University of Wisconsin Madison）的研究员，冰立方的首席研究员弗朗西斯·哈尔岑（Francis Halzen）教授说：“我们可能只在这里看到冰山一角。”

“将来，我们希望在高能中微子及其来源之间找到更多的联系。”

这项发现发表在《自然天文学》杂志上的两篇论文中。