一个由多国研究人员组成的国际团队,对南极冰立方中微子天文台探测到的高能中微子事件IC210922A展开了后续观测研究。该团队成员来自米托斯科学有限公司、国立中央大学、中原大学、东北大学、福井工业大学以及日本国立天文台。他们借助阿塔卡马大型毫米亚毫米波阵列(ALMA)等先进望远镜,在茫茫宇宙中搜寻信号源,最终将目标锁定在一个名为JCMT0402−0424的极亮星系上。这个星系距离地球约110亿光年。
此前,所有被确认产生中微子的星系都与超大质量黑洞存在关联。然而,当研究人员对JCMT0402−0424进行观测时,并未发现此类天体通常会释放出的高能辐射迹象。而且,这个星系被大量尘埃严重遮蔽,在可见光波段很难对其进行有效观测。不过,在亚毫米波段,它却异常明亮。鉴于其隐匿的特性,研究人员亲切地给它起了个昵称——“暗影喷射者”。
研究团队能够以极高的精度对“暗影喷射者”进行观测,这得益于一次极为罕见的宇宙巧合。在地球与“暗影喷射者”之间,存在一个充当引力透镜的星系。这个星系的引力弯曲并增强了来自遥远“暗影喷射者”的射电波,就像形成了一台天然的望远镜,为ALMA提供了更明亮、更清晰的图像。
ALMA对该星系内部的观测结果再次排除了强大黑洞存在的可能性。相反,数据指向了另一种解释:星系内的气体和尘埃极有可能是被极其强烈的恒星形成活动加热的。进一步深入分析发现,“暗影喷射者”中心存在一个致密的紧凑核心,大量的气体和尘埃聚集在一个直径仅约1500光年的区域内。这种异常致密的环境具备产生中微子的条件。
这些新发现为高能中微子的产生提供了全新的解释。它们表明,高能中微子并非主要依赖于超大质量黑洞,一些中微子可能起源于正在经历强烈恒星形成事件的致密、富含尘埃的星系。研究人员估计,这类星系在高能中微子背景中可能占据相当大的比例,甚至有可能对整个宇宙中观测到的中微子总数贡献高达20%。
隐匿星系一直是科学家们探索宇宙的难题之一。它们由于距离遥远、星际尘埃遮挡等因素,发出的光线难以抵达地球。而科学家们借助先进的观测设备和技术,如红外波段观测等,不断探寻隐匿星系,这对于深入了解宇宙演化和星系形成等奥秘具有重要意义。