东北大学
柔和的超大质量黑洞示意图
热等离子体是在超大质量黑洞周围形成的
电子被加热到超高温，从而有效地发射伽马射线
质子被加速到高能量，它们发射中微子
信用:志贺
木村 宇宙充满了高能粒子，如X射线、伽马射线和中微子
然而，大多数高能宇宙粒子的起源仍然无法解释
现在，一个国际研究小组提出了一个解释这些的场景；低活性黑洞是高能宇宙粒子的主要工厂
他们研究的细节发表在《自然通讯》杂志上
伽马射线是高能光子，其能量比可见光高许多数量级
太空卫星已经探测到能量为兆电子到千兆电子伏特的宇宙伽马射线
中微子是质量几乎为零的亚原子粒子
它们很少与普通物质相互作用
冰立方中微子天文台的研究人员也测量了高能宇宙中微子
伽马射线和中微子都应该由强大的宇宙射线加速器或宇宙中的周围环境产生
然而，它们的起源仍然未知
人们普遍认为，活跃的超大质量黑洞(所谓的活跃星系核)，尤其是那些拥有强大喷流的黑洞，是最有希望发射高能伽马射线和中微子的
然而，最近的研究表明，它们不能解释观测到的伽马射线和中微子，这表明其他来源类别是必要的
新模型表明，不仅活跃的黑洞，而且非活跃的、“成熟的”黑洞也很重要，充当伽马射线和中微子工厂
所有星系的中心都有超大质量黑洞
当物质落入黑洞时，会释放出大量的引力能
这个过程加热气体，形成高温等离子体
由于冷却效率低，低吸积黑洞的温度可高达数百亿摄氏度，等离子体可产生兆电子伏特范围的伽马射线
这种圆润的黑洞作为单独的物体是暗淡的，但它们在宇宙中数量众多
研究小组发现，低吸积超大质量黑洞产生的伽马射线可能对观测到的兆电子伏特范围的伽马射线有很大贡献
在等离子体中，质子可以被加速到大约比大型强子对撞机——最大的人造粒子加速器——所达到的能量高10000倍
加速的质子通过与物质和辐射的相互作用产生高能中微子，这可以解释宇宙中微子数据中的高能部分
正如先前的研究所证明的那样，这张图片可以应用于活跃的黑洞
包括活动和非活动星系核的超大质量黑洞可以解释大部分在宽能量范围内观测到的冰立方中微子
未来的多信使观测计划对于识别宇宙高能粒子的起源至关重要
提出的方案预测了中微子源在兆电子伏特范围内的伽马射线对应
现有的大多数伽马射线探测器都没有调谐到探测它们；但是未来的伽马射线实验，连同下一代中微子实验，将能够探测到多信使信号
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