天文学家可能已经发现了一个神秘的高能粒子的深空起源，该粒子去年直接穿过地球。这个被称为中微子的微小粒子似乎来自40亿光年外的一个极度活跃的黑洞。这是研究人员第一次确定其中一个高能中微子的可能来源，使科学家们更接近于找出产生这些充满宇宙的奇怪轻质粒子的物体。

9月，在南极附近工作的研究人员在南极冰层中发现了一个超高能中微子。这些快速移动的粒子经常快速穿过像我们的星球这样的物体，而不留下它们存在的痕迹。但是这次访问的中微子是一种罕见的品种：它实际上撞到了冰上，留下了一条研究人员能够用他们的天文台IceCube测量的轨迹。然后，研究小组迅速动员起来，在粒子来自的那片天空中找到了答案。

在这个补丁中，他们发现了中微子可能的罪魁祸首：一个中心有一个超大质量黑洞的过于活跃的星系。这种星系实际上被称为blazar星系，这意味着它的黑洞核心向地球方向喷发辐射（和其他物质）。这一发现在今天的《科学》杂志上发表的两篇论文中详细阐述，有力地证明了中微子起源于这个黑洞。这是巨大的，因为天文学家以前从未能够精确地确定如此高能中微子的潜在诞生地。但是现在，blazars可能是未来寻找像这样的中微子的好地方。

如果我们知道中微子来自何处，科学家们也许能够将它们用作探测宇宙的工具。中微子被认为是宇宙中一些最极端的物体内部产生的，如垂死的恒星、黑洞和碰撞的星系。通过确认中微子的创造者，天文学家就可以像利用X射线观察我们体内一样利用这些粒子。”通过寻找中微子，我们可以更多地了解这些物体内发生了什么，”阿拉巴马大学物理学和天文学的副教授Dawn Williams和ICECUBE团队的成员之一，做出了这一发现。这可以增加我们对这些物体的了解，它们仍然是一个非常值得研究的课题。”

不过，利用中微子的能量是很困难的，因为它们被认为是宇宙中最隐秘的粒子之一。它们是我们所知道的最轻的基本粒子，质量略高于零。但与电子或质子等其他粒子不同，中微子没有电荷，因此它们不受磁场等因素的影响。事实上，他们几乎没有受到任何影响。中微子可以沿直线穿越宇宙，覆盖很远的距离，而不会偏离它们的轨道。它们是如此之小，以至于它们像小鬼魂一样穿过行星、恒星和星系。他们现在正从你身边经过；据估计，每秒有数以万亿计的中微子通过人体。

但是中微子在尺寸上的不足，在能量上弥补了。天文学家相信中微子是在剧烈的能量过程中产生的，比如核聚变反应，它使这些粒子以接近光速的速度向外流动。因此，从爆炸的恒星到核弹，所有的东西都能**出这些难以捉摸的小物体。人们还认为，宇宙中的大多数中微子都是在大爆炸之后产生的，现在已经渗透到宇宙中。

在今天之前，科学家知道有三种不同的中微子来源定期撞击地球。我们已经收集到这些来自太阳内部的粒子，有时我们也可以测量来自我们自己大气层的粒子。来自我们银河系之外的其他种类的高能粒子，称为宇宙射线，冲击我们的大气层，将分子分解成碎片，并在地球上空产生中微子阵雨。1987年，天文学家仅一次检测到来自银河系外超新星的过量中微子。

因为中微子是如此的隐蔽，所以需要一种非常特殊的探测器来发现这些粒子。最好的设施之一是南极附近的冰立方中微子天文台。它由嵌入冰盖中的数千个光敏管组成，能够测量与地球发生碰撞的极为罕见的中微子。”马里兰大学的物理教授Erik Blaufuss和ICECUBE发现团队的成员，告诉他们，它们相互作用的可能性很小。这就是为什么我们必须在南极建造这样一个大型仪器的原因。”每隔一段时间，中微子不会直接穿过我们的星球，而是会在南极冰层中切割出一部分原子。当这种情况发生时，它基本上会破坏原子核，产生一束蓝光穿过透明的冰。探测器探测到的就是那束光。根据轨迹，冰立方可以计算出中微子的能量和行进方向。

冰立方天文台希望看到来自大气层的中微子。但在2013年，天文学家们注意到，他们收集到的粒子的能量比太阳产生的粒子，甚至比1987年超新星发现的粒子高出数百万倍。这些高能中微子也比其他种类的中微子更为罕见：IceCube估计，它们每年收集大约10个此类中微子。研究人员强烈怀疑这些中微子来自遥远的太阳系和银河系之外，但他们没有证据。

九月撞击的中微子就是这些高能类型之一。当冰立方探测到它时，研究小组立即向其他望远镜发出警报，看看他们是否能够找到粒子的来源。IceCube告诉其他天文学家中微子来自天空的哪一部分，这样他们就知道了将望远镜指向何处。大约有20个天文台。其中两台，美国宇航局的费米太空望远镜和加那利群岛的魔法望远镜，测量到了来自布拉查星的高能伽马射线在该地区的大量涌动。研究结果表明，在探测时，blazar发射了高能物质，它可能也发射了中微子。

然后，冰立方团队决定回顾他们的档案，看看是否有更多的证据支持这一点。他们发现，在2014年至2015年间，探测器探测到了来自同一天空区域的一束中微子。所有这一切并不能决定性地证明布拉查是罪魁祸首，但这仍然是迄今为止最好的解释。”威廉姆斯说：“我们需要进行更多的观察，以获得更具统计意义的发现。”但这一切都非常令人兴奋，因为这些都是独立的检查，我们以前从未见过伽马射线和中微子之间有如此密切的联系。”

冰立方研究小组希望能进行更多类似的合作，让其他光望远镜注意到一个有趣的中微子来自的方向。它被称为多信使天文学，是一种利用两种不同的信号——光和中微子——来确认天空来源的方法。”通过提供在特定时间聚焦于特定天空区域的能力，我们提高了设备的灵敏度，并增加了探测的机会，”宾夕法尼亚州立大学天文学副教授德里克·福克斯说，他不是发现这一发现的冰立方团队的成员，但为其中一篇科学论**出了贡献。

这可能会增加我们在未来找到中微子源的机会。也许有一天，天文学家可以用一种新的方式观察遥远的物体：通过研究它们发送到地球上的奇怪的基本粒子。”福克斯说：“在我们作为一个物种的整个历史中，人类都在用光观察宇宙。”因此，现在我们在2017年和2018年刚刚达到一个点，我们通常期望通过光以外的方式探测宇宙源。”