你聽過「幽靈粒子」嗎?👻
天文學家推測恆星被黑洞吞噬時,可能產生比地表最強粒子對撞機產生粒子還強大千倍的高能微中子,但因微中子難以偵測,所以有「幽靈粒子」之稱。
But!
重點就在這個But之後!
本校天文所特聘教授江國興老師跟荷蘭、美國、瑞典等國的研究單位合作,捕捉到來自7億光年外的「幽靈粒子」。
故事是這樣的。
前年4月,天文學家觀測到海豚星座中央一個質量為太陽3千萬倍的超大黑洞吞噬恆星的過程。
這顆不幸的恆星靠近黑洞時,重力產生了強烈的潮汐力,將恆星拉長如麵條,之後就像被「五馬分屍」般扯裂,大約一半的恆星碎片被吸入黑洞,並產生高溫且噴發出粒子流,耀眼的光芒照亮了整個星系。
天文學家推測粒子以接近光速噴發時,可能與其他粒子及光碰撞,產生高能微中子,也就是👻幽靈粒子,但始終無法證實。
不過,直到那顆恆星被撕裂的半年後,也就是前年10月,美國國家科學基金會南極觀測站的冰立方微中子天文台 (IceCube Neutrino Observatory) 捕獲到一顆高能微中子。
江國興老師與國際團隊在結合伽瑪射線、X光、紫外線、可見光和電波的偵測與分析後,證實它正來自半年前海豚星座黑洞吞噬恆星的位置。
江老師說,雖然微中子像幽靈一般難測,但每一顆來自宇宙深處的微中子都攜帶宿主星體的重要訊息,只要搭配電磁波或重力波觀測,我們將可更全面了解產生高能微中子的物理機制。
👇快點開黑洞撕裂恆星噴發粒子流的模擬影片來看!
雖然「撕裂恆星」聽起來很恐怖,但編編覺得畫面很美🤩......
而且保證沒有任何 #端火鍋 的畫面😆
「icecube neutrino observatory」的推薦目錄:
- 關於icecube neutrino observatory 在 國立清華大學National Tsing Hua University Facebook 的精選貼文
- 關於icecube neutrino observatory 在 Facebook 的精選貼文
- 關於icecube neutrino observatory 在 อ๋อ มันเป็นอย่างนี้นี่เอง by อาจารย์เจษฎ์ Facebook 的最佳解答
- 關於icecube neutrino observatory 在 IceCube Neutrino Observatory - Home | Facebook 的評價
- 關於icecube neutrino observatory 在 IceCube Neutrino Observatory - GitHub 的評價
icecube neutrino observatory 在 Facebook 的精選貼文
【號外】恒星被黑洞吞噬產生的幽靈粒子/江國興教授(台灣國立清華大學天文研究所特聘教授)
//天文學家利用在南極的探測器及一系列在地面及太空的望遠鏡首次在一顆被黑洞撕裂的恆星捕獲微中子。這是天文學家史上第二次偵測到來自銀河系以外的微中子,由德國電子同步加速器研究中心 (DESY) 的博士生 Robert Stein 領導的國際團隊於 2021 年 2 月 22 日在頂尖學術期刊《自然天文學》發表這個重要成果。
微中子是基本粒子,數量遠遠超過宇宙中的所有原子,每秒就有數以兆計的微中子通過我們的身體,但它們很少與其他物質發生相互作用,所以不容易被偵測到,被喻為幽靈粒子。高能微中子的能量比地球上最強大的粒子對撞器產生的能量高 1,000 倍,因此天文物理學家對高能微中子特別感興趣。他們認為宇宙中最極端的事件,例如劇烈的星體爆發,會使粒子加速到接近光速的速度。這些粒子然後與光或其他粒子碰撞以生成高能微中子。2018 年,天文學家首次發現在一個耀變星體 (Blazar) 所產生的高能微中子。
當不幸的恆星離星系中心的黑洞太近時,重力產生強烈的潮汐,會將恆星扯裂,這種罕見的災難性事件被稱為潮汐破壞事件 (Tidal disruption event) 。在吞噬過程中,有大約一半的恆星碎片會透過吸積盤旋入黑洞裡,一道耀眼的光芒將整個星系照亮。在某些情況下,黑洞會發射快速移動的粒子流。科學家認為潮汐破壞事件會在這種粒子噴流中產生高能微中子,他們還期望這些事件將在其演化的早期在極亮時產生微中子。
這次潮汐破壞事件所產生的強光於 2019 年 4 月 9 日由「史維基瞬變設備」 (Zwicky Transient Facility, ZTF) 發現, ZTF 是位於加州理工學院的帕洛馬山天文台的 1.3 米口徑自動望遠鏡,國立清華大學和國立中央大學是創始成員之一。ZTF 擁有一台超廣角的相機,可以在三晚的時間內掃描整個天空並進行自動檢查,從而發現更多瞬變天體。這個稱為 AT2019dsg 的潮汐破壞事件發生在距地球7億光年遠的一個名為 2MASX J20570298 + 1412165 的星系中,該星系位於海豚星座,星系中央有一個超大質量黑洞,質量為太陽的 3 千萬倍。由於潮汐破壞事件為罕見天文現象,全球多個天文台攜手合作進行後續多波段(伽瑪射線、X 光、紫外線、可見光和電波)觀測與研究。
AT2019dsg 的極亮時刻在 5 月出現,但天文學家沒有看到清晰的噴流,這起事件看起來不像是微中子的候選者。然而,在半年後的 10 月 1 日,美國國家科學基金會位於南極洲的阿蒙森 - 斯科特南極觀測站的冰立方微中子天文台 (IceCube Neutrino Observatory) 捕獲到一顆名為 IC191001A 的高能微中子,並沿其軌跡回溯到了天空中的位置。大約七個小時後,ZTF透過交叉分析確認在四月發現的 AT2019dsg 也在相同的天區。經分析後, Robert Stein 和他的團隊認為這次潮汐破壞事件與捕獲的微中子僅是巧合的機會只有 500 分之一。透過後續的多波段聯合觀測,促使天文物理學家重新思考潮汐破壞事件如何產生高能微中子。
Robert Stein表示:「這是與潮汐破壞事件相關的第一顆微中子,潮汐破壞事件尚有許多未解的謎團,而微中子顯示在吸積盤中心有一個強大的引擎,射出高速的粒子。結合電波、可見光、紫外線和X光望遠鏡的觀測數據,我們確認潮汐破壞事件能充當巨大的粒子加速器。」
AT2019dsg 是為數不多的已知有 X 光輻射的潮汐破壞事件之一。科學家認為X光可能來自黑洞附近、吸積盤內部,或高速粒子噴流。研究團隊成員之一,國立清華大學天文研究所特聘教授江國興參與這次潮汐破壞事件的 X 光數據分析。江教授表示:「 AT2019dsg 的 X 光以前所未有的速度衰減,因研究小組沒有看到強大的噴流,這暗示吸積盤以高速冷卻,或X光被逐漸增加的外圍氣體迅速吸收。」
論文的第二作者荷蘭萊頓大學助理教授 Sjoert van Velzen 說:「當我們發現 ZTF 所找到的第二明亮潮汐破壞事件是高能微中子的來源,我們非常激動。」
江教授說明:「雖然微中子像幽靈,但由於微中子幾乎不與任何物質有相互作用,所以每一顆來自宇宙深處的微中子都帶著其宿主星體的重要信息。只要搭配其他電磁波或重力波的觀測,我們可以更全面了解產生高能微中子的物理機制及追溯其來源。」
ZTF計畫約一半經費由美國國家科學基金會提供,另一半則由加州理工學院領導的國際合作團隊所分擔,中央大學及清華大學透過科技部補助組成的「探高」團隊是國際合作成員之一。
當超大質量的黑洞將恆星撕裂之後,大約一半的恆星碎片被拋到太空,而其餘的則在黑洞周圍形成發光的吸積盤。 該系統在不同波段發出明亮的光芒,並可能產生垂直於吸積盤的高能噴流狀向外物質流。吸積盤附近的中央強大引擎同時射出高能微中子。
原文刊於
http://www.astr.nthu.edu.tw/p/404-1336-198097.php?Lang=zh-tw
//
icecube neutrino observatory 在 อ๋อ มันเป็นอย่างนี้นี่เอง by อาจารย์เจษฎ์ Facebook 的最佳解答
"ผลวิจัยล่าสุดจากขั้วโลกใต้ ค้นพบ "จักรวาลคู่ขนาน" จริงเหรอ?"
(ปรับแก้เพิ่มเติมจากที่พึ่งโพสต์ไป ให้ข้อมูลถูกต้องขึ้นครับ)
(สรุปสั้นๆ : "ตรวจเจออนุภาคประหลาดพุ่งขึ้นจากโลก บางคนคิดว่าเพราะมีจักรวาลคู่ขนาน แต่จริงๆ ไม่เกี่ยว" )
งานวิจัยที่ได้รับทุนจากองค์การนาซ่า NASA ในการสร้างเครื่องที่ชื่อว่า แอนนิต้า (ANITA) ได้ค้นพบปรากฏการณ์ประหลาดที่อธิบายยาก จากการที่พบรังสีคอสมิก (cosmic ray) จากอนุภาคที่มีประจุและพลังงานสูง พุ่งขึ้นจากชั้นบรรยากาศของโลก จนมีคนตั้งคำถามว่า หรือนี่จะเป็นหลักฐานของจักรวาลคู่ขนาน (parallel universe) ที่เคยอยู่แค่ในสมการ จากทฤษฎีกำเนิดจักรวาลอย่าง บิ๊กแบง (Big Bang) !?
โครงการ ANITA (Antarctic Impulsive Transient Antenna) นั้น เป็นการใช้บอลลูนศึกษาชั้นบรรยากาศระดับสตาโทสเฟียร์ (Stratosphere) ที่ขั้วโลกใต้ โดยมีเสาวิทยุที่ชี้ลงสู่พื้นโลก เพื่อตรวจจับคลื่นวิทยุ ซึ่งแผ่ออกมา เมื่ออนุภาคนิวตริโน (neutrino) ชนิดที่มีพลังงานสูงมาก (และหายากมาก) ไปกระทบกับอะตอมของน้ำแข็ง
โดยทั่วไปแล้ว โลกของเราจะได้รับอนุภาคพลังงานสูง พุ่งเข้าใส่จากอวกาศ ต่อเนื่องกันตลอดเวลา เหมือนกับเป็นกระแสลม (เป็นที่มาของคำว่า solar wind ลมสุริยะ) อนุภาคที่มีพลังงานสูงนั้นจะถูกหยุดเอาไว้เมื่อกระทบพื้นผิวโลก
แต่ถ้าเป็นอนุภาคที่มีพลังงานต่ำ อย่างนิวตริโน ชนิดทั่วไป มันจะวิ่งทะลุโลกเข้าไปได้เลยอย่างสมบูรณ์ เนื่องจากมีมวลน้อยมากๆ
ความแปลกประหลาดมันเริ่มที่ตรงนี้ เมื่อปี ค.ศ. 2016 โครงการ ANITA ได้ตรวจพบสัญญาณบางอย่าง ที่เป็นหลักฐานว่ามีอนุภาคนิวตริโน ชนิดที่มีพลังงานสูงมาก ชื่อว่า tau neutrino ได้พุ่งขึ้นมาจากโลกออกไปสู่อวกาศ โดยหาแหล่งที่มาไม่ได้ ?! ปรากฏการณ์ประหลาดนี้เกิดขึ้นหลายครั้ง ในช่วงเวลากว่า 4 ปีของการวิจัย
การค้นพบปรากฏการณ์คล้ายรังสีคอสมิกพุ่งขึ้นข้างบน (upward-pointing cosmic ray-like-events) นี้เอง ที่ทำให้มีคณะวิจัยอื่นๆ เสนอว่า "หรือว่าทีม ANITA ได้เจอหลักฐานของ CPT symmetric universe จักรวาลสมมาตร ซีพีที เข้าให้แล้ว ?" เมื่อเหตุการณ์ต่างๆ เกิดขึ้นในทิศทางสวนทางกับจักรวาลของเราในขณะนี้
ตามทฤษฎี จักรวาล CPT symmetric universe นั้น เป็นจักรวาลที่ "เวลา" จะเดินไปในทิศทางย้อนกลับจากเหตุการณ์ Big Bang ที่เกิดขึ้นตอนกำเนิดจักรวาลเมื่อ 13.8 พันล้านปีก่อน และเป็นจักรวาลที่อุดมไปด้วยพวก "ปฏิสสาร (antimatter)" เหมือนกับการเปรียบเทียบระหว่างคู่ของ "จักรวาลก่อนเกิดบิ๊กแบง" กับ "จักรวาลหลังเกิดบิ๊กแบง" ที่ทุกอย่างจะตรงข้ามกัน
ในส่วนของนักวิทยาศาสตร์กลุ่มอื่นๆ ที่ทำโครงการวิจัยคล้ายๆ กับโครงการ ANITA นี้ เชื่อว่า ถ้าการค้นพบนี้ไม่ได้เป็นผลจากความผิดพลาดใหญ่ ที่เกิดขึ้นอยู่เรื่อยๆ ผลการทดลองนี้ก็ต้องเป็นสิ่งที่มหัศจรรย์มากในทางฟิสิกส์
เพื่อพิสูจน์ผลของการศึกษาของทีม ANITA นักวิทยาศาสตร์ของสถานีสังเกตการณ์นิวตริโน IceCube Neutrino Observatory ที่ขั้วโลกใต้ จึงได้พยายามที่จะค้นหาแหล่งที่มาของสัญญาณของนิวตริโนพวกนี้
สถานี IceCube Neutrino ประกอบไปด้วยตัวตรวจจับเชิงออปติก กว่า 5,160 ตัว ฝังอยู่ใต้น้ำแข็ง และสามารถตรวจจับนิวตริโน่ที่ผ่านทะลุไปและทำปฏิกิริยากับอะตอมของไฮโดรเจนและออกซิเจนในน้ำแข็งได้ ... ดังนั้น ถ้าทีม ANITA ตรวจพบสัญญาณแปลกๆ อะไรขึ้นมา ทีม IceCube ก็ควรจะต้องตรวจพบได้มากกว่าด้วยซ้ำ โอกาสที่ ANITA จะตรวจพบอะไร แต่ IceCube ตรวจไม่พบนั้น เป็นไปได้น้อยมาก
และผลการตรวจสอบการตรวจจับของ ANITA ด้วยสถานีสังเกตการณ์ IceCube
ที่ตีพิมพ์ในวารสารวิจัย Astrophysical Journal ได้สรุปว่า “มีข้อจำกัดอย่างร้ายแรง ในการใช้คำอธิบายเชิงของฟิสิกส์อวกาศ ภายใต้โมเดลมาตรฐาน สำหรับปรากฏการณ์ผิดปกติเหล่านั้น" หรือพูดง่ายๆ คือ เรายังไม่รู้ว่าสัญญาณเหล่านั้นมาจากไหน
ตอนนี้ นักวิทยาศาสตร์หวังว่าจะใช้เครื่อง HiCal 2 radio frequency pulser มาช่วยในการทำความเข้าใจเกี่ยวกับสมบัติต่างๆ ของพื้นผิวน้ำแข็งของขั้วโลกใต้ เพื่อหวังว่าจะสามารถตีความผลของ ANITA ได้ดีขึ้น
กล่าวโดยสรุป ก็คือว่า ผลการทดลองที่พบที่ขั้วโลกใต้นี้ เป็นเรื่องที่น่าสนใจจริงๆ ในทางฟิสิกส์ และยังมีปริศนาให้ต้องศึกษาต่อไป
แต่ทั้งหมดนั้น ไม่ได้เกี่ยวอะไรกับทฤษฎี "จักรวาลคู่ขนาน" .. อนุภาคนิวตรอนโนพลังงานสูงเหล่านั้นไม่ได้วิ่งมาจากจักรวาลคู่ขนาน และเราไม่ได้จะมีแนวทางที่จะย้อนเวลาได้ แบบในหนัง TENET ที่กำลังจะเข้าโรงนะครับ 55
ข้อมูลและภาพจาก https://movieweb.com/parallel-universe-nasa/
เพิ่มเติม ข้อมูล จาก https://www.forbes.com/sites/jamiecartereurope/2020/05/21/has-nasa-found-a-parallel-universe-where-time-flows-backwards-the-truth-behind-the-headlines/#7a69795c646d
icecube neutrino observatory 在 IceCube Neutrino Observatory - GitHub 的推薦與評價
Repo Guide: https://github.com/icecube/icecube.github.io/wiki - IceCube Neutrino Observatory. ... <看更多>
icecube neutrino observatory 在 IceCube Neutrino Observatory - Home | Facebook 的推薦與評價
IceCube Neutrino Observatory, Madison, Wisconsin. 11282 likes · 53 talking about this. The IceCube Neutrino Observatory is an array of optical sensors... ... <看更多>