7.5億光年外，一顆恆星被黑洞吞噬前，給人類送上一份大禮

7.5億光年外，一顆恆星被黑洞吞噬前，給人類送上一份禮物——神秘的幽靈粒子。它在徹底淪為黑洞食物之前，也算是最後燃燒了一把，給我們留下了一個它曾經存在過的證據。

黑洞周圍是宇宙中最恐怖的區域，任何膽敢闖入這裏的天體都會見識到黑洞的恐怖。我們知道，兩個物體之間的引力與距離的平方成反比，在天體、尤其是黑洞這樣恐怖的天體周圍，情況尤為明顯，這種引力差就叫做潮汐力。即使是一個人，在黑洞附近，他的頭和腳受到的引力都會非常巨大，而這樣的引力差就會將他撕得比麪條還長，以至於撕碎。

對於天體來説，就更是如此了。一顆恆星一旦闖入黑洞的勢力範圍內，就會被潮汐力撕成碎片，這種現象就叫做潮汐破壞事件。接下來，等待恆星碎片的命運，就是成為黑洞的腹中餐了。

在距離我們7.5億光年的位置上，這樣的恐怖事件就在上演。這次潮汐破壞事件被科學家們命名為AT 2019dsg，事件的主角是一個質量達到了太陽4000萬倍的超大質量黑洞。

在黑洞吞噬恆星的過程中，恆星物質加速向黑洞下落，會形成巨大的吸積盤，同時釋放出強大的輻射。在2019年4月9日的時候，科學家們首次在地球上接收到這次潮汐破壞事件中產生的巨大耀斑。在可見光和X射線波段，它都顯得非常耀眼，並且後來在無線電波段也被檢測到。這個時候，它還只是一次普通的潮汐破壞事件。

到了2019年10月1日，事情不一樣了。位於南極洲的IceCube中微子探測器突然顯示信號，接收到了迄今為止能量最高的中微子之一，科學家們將其命名為IC191001A。接下來的研究顯示，這一次的中微子，正是來自於AT 2019dsg。

那麼，中微子是什麼呢？它為何顯得如此重要呢？

所謂的中微子，是著名物理學家泡利所預言的一種粒子。它是宇宙中僅次於光子的第二多粒子，體積非常非常小，質量也幾乎為0，並且幾乎不與其他粒子有相互作用。正因如此，中微子幾乎可以穿越一切物質，包括地球，因而它的探測就顯得非常難，這也是它被稱為幽靈粒子的原因。

如今，科學家們已經找到了探測中微子的方法，並且建立了許多中微子實驗室。通過這些中微子實驗，科學家們發現了大量的中微子和中微子來源。而IceCube在2019年10月接收到的這一次，是能量最高的一次。

德國電子同步加速器（DESY）的天文學家、來自德國波鴻大學的Anna Franckowiak介紹：“它轟入南極冰層的能量高得驚人，達到了100t電子伏特。相比之下，這個能量是位於日內瓦附近的歐洲粒子實驗室CERN的大型強子對撞機這個世界上最強大粒子加速器所能製造的最高粒子能量的10倍！”

在南極的中微子實驗中，一旦有中微子經過，科學儀器就會呈現出一道光，提醒科學家們關注。而根據光的亮度和傳播方式等信息，科學家們就能夠了解這一次接收到的中微子有多大的能量，以及它的來源方向。

荷蘭萊頓大學的天體物理學家Sjoert van Velzen表示：“宇宙中的高能中微子有着未知的來源，眾所周知，這主要是因為這些中微子確實非常難以觀測。而這一次的成果，將是我們第二次追蹤到高能中微子的來源。”

據介紹，上一次科學家們確認的高能中微子來源，是來自於40億光年以外的一個耀變體，也就是噴流正對着地球的活躍星系核。

而這第二次，只有0.2%的概率與AT 2019dsg。也就是説，我們基本可以確定，這一次高能中微子，來自於黑洞撕裂恆星的事件。

同樣來自於DESY的天文學家Robert Stein表示：“這是首次發現的與潮汐破壞事件相關的中微子，它給我們帶來了重要的證據。潮汐破壞事件中還有很多是未被理解的，而這一次探測到的中微子指向了一個在吸積盤附近噴射出高速粒子的強大中心引擎。結合無線電波、可見光以及紫外波段的望遠鏡觀測數據，我們有了額外的收穫，證明了潮汐破壞事件可以成為一個巨大的粒子加速器。”

根據第二篇關於中微子的論文，研究人員猜測這些中微子很有可能來自於黑洞的相對論性噴流。其中具體的原理，科學家們還沒有一個定論，但目前他們認為，這可能是吸積盤內部和事件地平線之間的物質在黑洞的強大磁場力作用下向兩極移動並被噴射出去的結果。

有計算機的模擬結果認為：當這些相對論性噴流裏的磁場相互糾纏的時候，會產生一個強大的電場，帶電粒子在這個電場裏會獲得巨大的能量，加速到接近光速。這些噴流持續的時間可以長達幾百天，這也就解釋了為什麼在這一次潮汐破壞事件中，檢測到中微子的時間比電磁波輻射要晚了差不多半年。

德國洪堡大學的天體物理學家也在DESY工作，他向我們介紹：“聯合觀測向我們展示了多元信息天文學的優勢。如果沒有觀測到潮汐破壞事件，那麼這一次檢測到的中微子將變得再普通不過；如果沒有檢測到其中的中微子，那麼這一次的潮汐破壞事件也將會‘泯然眾人矣’。只有將它們結合起來，我們才會發現其加速器的特性，並且從中學到一些新的東西。”

如今，單一的觀測已經越來越不能滿足科學家們的研究需求了，像這樣的多角度探測將會變得越來越重要。隨着人類的探測手段越來越多，彼此之間的合作越來越緊密，我們也將會撥開越來越多的迷霧，看到這個宇宙的真實面目。