银河系恒星向地球发送的神秘幽灵粒子图谱解析

它们被称为幽灵粒子是有原因的。它们无处不在——数万亿个中微子不断穿过一切：我们的身体、我们的星球，甚至整个宇宙。这些所谓的中微子是基本粒子，隐形、极其轻且与其他物质的相互作用非常少。

它们相互作用的微弱性使得中微子极难被探测。但当科学家们成功捕捉到它们时，它们可以提供对宇宙的独特的见解。

中微子诞生于剧烈的宇宙事件，比如恒星内部的核反应。现在，哥本哈根大学的研究人员已经制作出迄今为止最全面的模型，绘制出我们银河系中所有恒星产生的中微子数量以及到达地球的数量的完整图景——这个完整的画面之前只存在于粗略的轮廓中。

这项研究已在期刊《物理评论D》上发表。

“这是我们第一次具体估计这些粒子到达地球的数量、它们来自银河系的哪个位置，以及它们的能量分布。因为幽灵粒子直接来自恒星核心，它们能告诉我们光和其他辐射无法提供的信息，”这项研究的首席作者、尼尔斯·玻尔研究所的博士后帕布罗·马丁内斯-米拉韦表示。

为观测站提供的“路线图”

研究人员结合了先进的恒星模型和欧洲航天局盖亚望远镜的数据，绘制出中微子主要来源于银河系的区域。

研究表明，绝大多数中微子来自于银河中心附近的区域，那里大多数恒星集中——特别是在距离地球几千光年的区域。

这一知识为科学家们提供了一个实用工具，帮助他们用巨大的探测器捕捉中微子，这些探测器通常埋在地下深处。通过这张新地图，他们可以增加“击中目标”的机会。

“现在我们更精确地知道在哪里寻找银河系中的中微子。我们的结果表明，大多数中微子是在质量与太阳相当或更大的恒星中产生的。这意味着朝银河中心的方向是最佳选择，因为那里信号最强烈，”巴勃罗·马丁内斯-米拉韦解释道。

窥探恒星内部——以及可能的新物理理论

传统天文学依赖于光、X射线和伽马射线，而中微子则提供了一种全新的探索宇宙的方式。它们的独特优势在于能够在不受干扰的情况下穿越巨大的距离，因此，当我们在地球上测量它们时，就能直接了解宇宙中发生的事情。

正如中微子几十年来向我们揭示太阳核心内部发生的情况，研究人员希望同样的情况也能适用于更远处的其他恒星。

“中微子直接携带来自恒星内部的信息。如果我们能掌握它们，它们将以其他来源无法比拟的方式，为我们提供关于恒星生命周期和银河系结构的新见解，”这项研究的资深作者、尼尔斯·玻尔研究所的艾琳·坦博拉教授表示。

除了扩展我们对恒星和我们自己银河系的理解，这些知识最终可能会涉及物理学中的基本问题。中微子与周围环境的相互作用非常微弱，因此它们可能揭示出传统实验技术无法探测到的新物理定律。

“因为中微子几乎不受影响，我们对它们在前往地球的漫长旅程中的行为有清晰的预期。因此，即使它们的行为出现微小偏差，也会成为新未知物理的重要线索，”艾琳·坦博拉说，并总结道：“对于中微子，就像在一个房间里调暗灯光，突然看到了隐藏在黑暗中的事物——而通过这个新模型，我们现在有了地图和指南针，可以开始导航。”

更多信息如下：巴勃罗·马丁内斯-米拉韦等人，中微子来自银河系中的恒星，物理评论 D（2026）。 DOI: 10.1103/tw4t-jk8d。在 arXiv 上：DOI: 10.48550/arxiv.2510.07399