這是接近宇宙邊緣的一個(gè)天體！科學(xué)家：它似乎“轟擊”了地球南極

宇宙中最擅長(zhǎng)隱身的粒子，非中微子莫屬，它幾乎沒有質(zhì)量，不帶電荷，以接近光速的速度穿行，哪怕穿過整顆地球也幾乎不會(huì)和任何原子碰撞，所以我們也稱它為幽靈粒子。

每時(shí)每刻，都會(huì)有上萬億顆中微子穿過我們的身體，我們卻毫無察覺，也正因?yàn)檫@種特性，人類雖然發(fā)現(xiàn)中微子已有近70年，卻始終沒能找全它們?cè)谟钪嬷械脑搭^——尤其是能量高達(dá)數(shù)百萬億電子伏的高能中微子，它們的誕生地一直是天體物理學(xué)的核心謎題。

2021年9月，位于南極冰層下的冰立方中微子天文臺(tái)捕捉到了一顆能量極高的中微子，編號(hào)為IC 210922A，能量達(dá)到了750萬億電子伏（750 TeV）。

這是當(dāng)年最受關(guān)注的中微子事件之一，天文學(xué)家迅速調(diào)動(dòng)全球各地的望遠(yuǎn)鏡，在它傳來的方向上尋找對(duì)應(yīng)天體。

按照以往的經(jīng)驗(yàn)，高能中微子往往和劇烈爆發(fā)現(xiàn)象綁定：比如伽馬射線暴、黑洞撕碎恒星的潮汐瓦解事件、超新星爆發(fā)，或是擁有強(qiáng)大噴流的活動(dòng)星系核。

但奇怪的是，從光學(xué)、X射線到伽馬射線，多個(gè)波段的搜尋都一無所獲，沒有任何已知的劇烈天體和這顆中微子的位置吻合。

常規(guī)的答案都不對(duì)，所以線索到底藏在哪里呢？

一支國(guó)際研究團(tuán)隊(duì)把目光投向了亞毫米波段。

如果中微子來自一個(gè)被厚厚塵埃包裹的星系，那么它發(fā)出的光學(xué)、伽馬射線輻射都會(huì)被塵埃擋住，只有波長(zhǎng)更長(zhǎng)的亞毫米波能穿透塵埃，被我們的望遠(yuǎn)鏡捕捉到。

于是他們用夏威夷的詹姆斯·克拉克·麥克斯韋望遠(yuǎn)鏡，對(duì)中微子的定位區(qū)域做了亞毫米波掃描，最后果然有了收獲：在90%概率的中微子位置范圍內(nèi)，出現(xiàn)了一個(gè)格外明亮的亞毫米波源。

研究團(tuán)隊(duì)給它起了個(gè)形象的昵稱——暗影爆破星系，正式編號(hào)為JCMT0402?0424。

該研究于2026年6月17日發(fā)表在《自然天文學(xué)》上。

這次的發(fā)現(xiàn)會(huì)不會(huì)只是巧合呢？

天文學(xué)家計(jì)算后發(fā)現(xiàn)，在這么大的一片天區(qū)里，隨機(jī)出現(xiàn)一個(gè)同等亮度的亞毫米波星系的概率還不到1%，部分統(tǒng)計(jì)結(jié)果甚至低至0.3%，后續(xù)用亞毫米波陣列做的更精準(zhǔn)定位，進(jìn)一步縮小了位置誤差，兩者的吻合度越來越高。

但真正的驚喜來自智利的阿塔卡馬大型毫米/亞毫米波陣列：當(dāng)分辨率提升到足夠高時(shí)，天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)這個(gè)星系根本不是一個(gè)單點(diǎn)，而是被拆成了四個(gè)清晰的亮斑與延展光弧。

這是典型的強(qiáng)引力透鏡現(xiàn)象。

在我們和這個(gè)遙遠(yuǎn)星系之間，剛好隔著另一個(gè)更近的星系，這個(gè)前景星系的引力像一面天然放大鏡，把背景星系的光線折彎、放大，最終在我們眼中呈現(xiàn)出四個(gè)扭曲的像。

借助透鏡模型，天文學(xué)家可以去掉這層放大效果，還原出背景星系的真實(shí)模樣。

計(jì)算結(jié)果顯示，暗影爆破星系的紅移為2.988，這意味著，它發(fā)出的光在宇宙中穿行了約115億年才抵達(dá)地球，對(duì)應(yīng)的是宇宙誕生僅約22億年的時(shí)期，正處于恒星形成活動(dòng)最鼎盛的“宇宙正午”階段。

這個(gè)星系的恒星爆發(fā)核心極其緊湊，有效半徑只有約1700光年，里面塞滿了稠密的分子氣體和塵埃，正以每年270到470倍太陽(yáng)質(zhì)量的速度瘋狂孕育新恒星，是典型的極端星暴星系。

那為什么這樣的星系會(huì)產(chǎn)生高能中微子？

道理其實(shí)很簡(jiǎn)單：劇烈的恒星形成環(huán)境會(huì)催生大量超新星爆發(fā)，再加上恒星星風(fēng)激波、星際超級(jí)氣泡、湍流再加速等多種過程，共同把質(zhì)子加速到極高能量，變成宇宙線。

在這個(gè)致密的氣體核心里，宇宙線很難逃逸出去，會(huì)反復(fù)和稠密的氣體質(zhì)子發(fā)生碰撞，碰撞會(huì)產(chǎn)生不穩(wěn)定的介子，而介子衰變的產(chǎn)物里，就有高能中微子。

這種環(huán)境接近“宇宙線量熱器”的理想狀態(tài)，大部分宇宙線的能量都會(huì)耗散在星系內(nèi)部，高效地產(chǎn)出中微子。

更關(guān)鍵的是，天文學(xué)家沒有在這個(gè)星系里找到活躍超大質(zhì)量黑洞主導(dǎo)的證據(jù)：在當(dāng)前儀器的探測(cè)靈敏度下，沒有觀測(cè)到明亮的X射線和伽馬射線輻射，分子氣體的運(yùn)動(dòng)速度約為每秒400到500公里，遠(yuǎn)窄于活動(dòng)星系核驅(qū)動(dòng)的上千公里每秒的高速分子外流，符合典型星暴星系的特征。

這意味著，哪怕沒有黑洞噴流這種超級(jí)加速器，僅靠恒星形成的劇烈環(huán)境，也能產(chǎn)生我們觀測(cè)到的高能中微子。

當(dāng)然，僅憑單個(gè)星系還不足以解釋宇宙中無處不在的高能中微子背景。

暗影爆破星系能被我們發(fā)現(xiàn)，很大程度上是沾了引力透鏡的光，它的延展結(jié)構(gòu)亮度被放大了約12倍，最致密的核心區(qū)域甚至被放大了近27倍。

如果沒有這面宇宙放大鏡，這么遠(yuǎn)的星系我們根本看不清。

但這類致密星暴星系在宇宙正午時(shí)期數(shù)量很龐大。

研究團(tuán)隊(duì)估算，盡管單個(gè)星系的中微子產(chǎn)出不算高，但把全宇宙的這類星系加起來，在30萬億電子伏到千萬億電子伏的能量范圍內(nèi)，它們可以貢獻(xiàn)約15%的彌散高能中微子背景，最高占比不超過20%。

這是一個(gè)不可忽視的比例，說明恒星形成的鼎盛時(shí)代，同時(shí)也是宇宙批量生產(chǎn)高能中微子的重要時(shí)期。

目前，暗影爆破星系仍然是IC 210922A事件最可信的電磁對(duì)應(yīng)體候選，而非板上釘釘?shù)慕Y(jié)論。

但它已經(jīng)為我們打開了一扇新的大門：高能中微子的起源，不止有劇烈的爆發(fā)和狂暴的黑洞，還有宇宙中那些默默孕育恒星的塵埃星系。

未來，隨著更大視場(chǎng)的亞毫米波望遠(yuǎn)鏡投入使用，我們或許會(huì)找到更多這樣隱藏在塵埃里的中微子工廠，一步步拼湊出宇宙幽靈粒子的完整起源圖景。