珍妮特·卡兹米尔扎克，美国宇航局戈达德太空飞行中心 兹维奇瞬变设备捕捉到了10月20日2019dsg时潮汐扰动事件的快照，圈起来
19, 2019
信用:ZTF/加州理工光学观测站 这是天文学家第二次将一种叫做高能中微子的难以捉摸的粒子与我们银河系以外的物体联系起来
他们利用地面和太空设施，包括美国宇航局的尼尔·格里尔斯·斯威夫特天文台，追踪中微子到一个撕裂恒星的黑洞，这是一个罕见的灾难性事件，被称为潮汐破裂事件
“天体物理学家长期以来一直认为潮汐扰动可以产生高能中微子，但这是我们第一次真正能够将它们与观测证据联系起来，”罗伯特·斯坦说，他是德国泽特恩的德国电子同步加速器(DESY)研究中心和柏林洪堡大学的博士生
“但是这个被称为AT2019dsg的特殊事件似乎并没有在我们预期的时间或方式产生中微子
这有助于我们更好地理解这些现象是如何工作的
" 由斯坦领导的这项发现发表在2月号
22期《自然天文学》,可在网上查阅
中微子是基本粒子，其数量远远超过宇宙中的所有原子，但很少与其他物质相互作用
天体物理学家对高能中微子特别感兴趣，高能中微子的能量是地球上最强大的粒子对撞机产生的能量的1000倍
他们认为宇宙中最极端的事件，比如剧烈的星系爆发，会将粒子加速到接近光速
然后这些粒子与光或其他粒子碰撞，产生高能中微子
2018年宣布的第一个确认的高能中微子源是一种叫做布拉扎尔的活跃星系
当一颗不幸的恒星偏离黑洞太近时，就会发生潮汐分裂事件
重力产生强烈的潮汐，将恒星分裂成气体流
流的尾部逃离了系统，而前部向后摆动，用碎片盘围绕着黑洞
在某些情况下，黑洞会发射快速运动的粒子射流
科学家们假设潮汐干扰会在这样的粒子射流中产生高能中微子
他们还预计，无论粒子的产生过程如何，这些事件都会在其演化的早期，以最高亮度产生中微子
2019dsg是2019年4月9日由兹维奇瞬态设施(ZTF)发现的，它是加州理工学院位于南加州的帕洛马天文台的一个机器人摄像机
该事件发生在6.9亿光年之外的一个名为2MASX J20570298+1412165的星系中，该星系位于德尔斐努斯星座
作为潮汐中断的例行后续调查的一部分，斯坦和他的团队要求用斯威夫特进行可见光、紫外线和x光观察
他们还利用欧洲航天局的XMM-Newton卫星进行了x光测量，并利用包括国家射电天文台的卡尔·G
新墨西哥州索科罗的扬斯基超大型阵列和南非射电天文台的米尔卡望远镜
峰值亮度在五月来了又去
没有出现清晰的喷射
根据理论预测，在2019年，dsg看起来像是一个糟糕的中微子候选者
然后，在10月10日
2019年1月1日，位于南极阿蒙森-斯科特南极站的美国国家科学基金会冰立方中微子观测站探测到一种名为IC191001A的高能中微子，并沿其轨迹返回到天空中的一个位置
大约7个小时后，ZTF注意到同样的天空包括2019dsg
斯坦和他的团队认为500分之一的几率潮汐扰动不是中微子的来源
因为这一发现是在事件达到最大亮度后大约五个月进行的，所以它引发了关于这些事件何时以及如何产生中微子的问题
“潮汐干扰事件是极其罕见的现象，在像我们这样的大星系中，每10，000到100，000年才发生一次
在这一点上，天文学家只观察到几十个，”斯威夫特首席研究员S
马里兰州格林贝尔特美国宇航局戈达德太空飞行中心的布拉德利·岑科
“对每个事件的多波长测量帮助我们作为一个类来了解更多，所以AT2019dsg非常有意义，即使没有初始中微子探测
" 例如，潮汐分裂在其热吸积盘的外部区域产生可见光和紫外光
在2019dsg，这些波长在达到峰值后不久就稳定下来
这是不寻常的，因为这种高原通常只在几年后出现
研究人员怀疑，这个星系的巨型黑洞质量估计是太阳的3000万倍，可能迫使恒星碎片比质量较小的黑洞更快地沉降到圆盘中
AT2019dsg是为数不多的已知X射线放射潮汐扰动之一
科学家认为x光要么来自靠近黑洞的吸积盘内部，要么来自高速粒子射流
爆发的x光在160天内褪色了前所未有的98%
斯坦的团队没有看到表明喷流存在的明确证据，而是认为磁盘中的快速冷却很可能解释了x光的急剧下降
并非每个人都同意这一分析
另一种解释是由DESY的沃尔特·温特和坦佩的亚利桑那州立大学的塞西莉亚·鲁纳迪尼教授提出的，他们认为排放物来自一架被碎片云迅速遮蔽的喷气式飞机
研究人员在同一期《自然天文学》上发表了他们的不同解释
天文学家认为这些现象中的射电辐射来自黑洞加速粒子，或者是喷流，或者是更温和的外流
斯坦的团队认为AT2019dsg属于后一类
科学家们还发现，无线电辐射持续稳定几个月，不会像之前假设的那样随着可见光和紫外光而减弱
中微子探测与多波长测量相结合，促使斯坦和他的同事们重新思考潮汐扰动如何产生高能中微子
无线电发射表明，即使没有清晰、强大的喷流，粒子加速也会发生，并且在紫外线和可见光亮度达到峰值后仍能正常工作
斯坦和他的同事们提出，这些加速的粒子可能会在潮汐分裂的三个不同区域产生中微子:通过与紫外光的碰撞在外盘产生中微子，通过与x光的碰撞在内盘产生中微子，通过与其他粒子的碰撞在粒子的适度流出中产生中微子
斯坦的团队认为AT2019dsg的中微子很可能来自圆盘的紫外线明亮的外部，基于粒子的能量比粒子对撞机所能达到的能量大10倍以上的事实
“我们预测中微子和潮汐扰动可能是相关的，第一次在数据中看到这一点非常令人兴奋，”合著者、荷兰莱顿大学助理教授斯约特·范·维尔曾说
“这是多宇宙天文学力量的另一个例子，利用光、粒子和时空涟漪的组合来了解更多关于宇宙的知识
当我还是一名研究生的时候，人们经常预测天文学的新时代即将到来，但现在真正成为其中的一部分是非常有益的
"
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