在地球上，每秒鐘都有數万億被稱為中微子的亞原子粒子流經我們的身體，但我們從未註意到，由於它們很少與其他物質發生作用，中微子可以不受阻礙地在很遠的地方走直線，途中攜帶了關於其宇宙起源的信息。

儘管在地球上探測到的這些被恰當地命名為”幽靈”的粒子大多來自太陽或我們自己的大氣層，但有些中微子來自宇宙，遠遠超出了我們的銀河系。這些中微子被稱為天體物理學中微子，可以為了解宇宙中一些最強大的天體提供有價值的信息。

一個國際科學家團隊首次發現了從鯨魚座NGC 1068星系中發出的高能天體中微子的證據。

這次探測是由冰立方中微子觀測站進行的。這個重達10億噸的中微子望遠鏡由科學儀器和冰組成，位於南極地表下1.5-2.5公里（0.9至1.2英里）處。美國國家科學基金會（NSF）為冰立方中微子觀測站（IceCube Neutrino Observatory）提供了主要資金，威斯康星大學麥迪遜分校是牽頭機構，負責該探測器的維護和運營。

本月發表在《科學》雜誌上的這些新結果，是在威斯康星州發現研究所的一次演講中分享的。

“一個中微子可以單挑出一個來源。但是只有用多個中微子進行觀測，才能揭示出最有能量的宇宙物體被遮蔽的核心，”威斯康星大學麥迪遜分校的物理學教授、冰立方項目的主要研究人員Francis Halzen說。”冰立方已經從NGC 1068積累了大約80個太電子伏特能量的中微子，這些中微子還不足以回答我們所有的問題，但它們絕對是實現中微子天文學的下一個重要步驟。”

冰立方由國際冰立方合作組織管理，該組織由來自世界各地58個機構的350多名科學家組成。威斯康星州冰立方粒子天體物理中心（WIPAC）是華盛頓大學麥迪遜分校的一個研究中心，是冰立方項目的牽頭機構。

WIPAC負責冰立方中微子觀測站的維護和運行，包括確保探測器晝夜運行。該天文台通過微小的藍光閃爍來探測中微子，這些藍光被稱為切倫科夫光，當中微子與冰中的分子相互作用時產生。

在47光年的距離內，螺旋星系NGC 1068是我們銀河系的一個相對近的鄰居。資料來源：NASA / ESA / A. van der Hoeven

在WIPAC，一個由科學家、技術和支持人員組成的多元化團隊使數據為科學服務，使冰立方的科學家能夠進行廣泛的調查。WIPAC團隊為冰立方前十年的數據提供了一個新的版本，它使用了明顯改進的探測器校準。這個卓越的數據集為確定NGC 1068是一個中微子源做出了貢獻。

“幾年前，NSF啟動了一個雄心勃勃的項目，通過將光學和射電天文學的既定能力與探測和測量中微子和引力波等現象的新能力相結合，擴大我們對宇宙的了解，”NSF物理部主任Denise Caldwell說。”冰立方中微子天文台將一個鄰近的星系確定為中微子的宇宙源，這只是這個令人激動的新領域的開始，它有望深入了解大質量黑洞的未被發現的力量和宇宙的其他基本屬性。”

NGC 1068星係也被稱為Messier 77，是迄今為止人們最熟悉和研究最深入的星系之一。這個星系位於4700萬光年之外–從天文學的角度來看很近–用一副大型雙筒望遠鏡就可以觀察到。

與我們的母星系銀河系一樣，NGC 1068也是一個條形螺旋星系，有鬆散的旋臂和一個相對較小的中央隆起。然而，與銀河係不同的是，NGC 1068是一個活躍的星系，其中大部分輻射不是由恆星產生的，而是由落入黑洞的物質產生的，其質量比我們的太陽大幾百萬倍，甚至比銀河系中心的非活躍黑洞還要大。

從NGC 1068方向探測到的大約80個過量的中微子是在改進分析技術和重新處理數據之後發現的–這項工作由WIPAC的冰立方研究人員領導。在冰立方看到的揭示中微子相互作用的模型採用了新的計算技術，可以更好地測量每個中微子的傳入方向，以及通過機器學習對中微子能量進行更準確的測量。

佐治亞理工學院的物理學教授、冰立方合作組織的發言人Ignacio Taboada表示，這一最新結果與之前在2020年發表的關於NGC 1068的研究相比有了很大的改進。

Taboada說：”這種改進部分來自於增強的技術，部分來自於對探測器校準的精度升級。探測器操作和校準團隊的工作使得更好的中微子定向重建能夠精確地定位NGC 1068並實現這一觀測。”

華盛頓大學麥迪遜分校的物理學教授Albrecht Karle正在領導升級目前的冰立方觀測站的工作，他說NGC 1068的探測對中微子天文學的未來來說是”好消息”。這意味著有了新一代更敏感的探測器，將會有很多東西可以發現。他還在領導開發下一代中微子觀測站，作為南極現有設施的延伸和技術升級而建造。

Karle說：”未來的第二代IceCube-Gen2觀測站不僅可以探測到更多的這些極端粒子加速器，而且還可以在更高的能量下研究它們。”

在探測到來自NGC 1068的幾十個中微子之前，冰立方的科學家們已經報告了對一個高能天體物理中微子源的首次觀測。該源是TXS 0506+056，一個位於獵戶座左肩外的約40億光年外的熾熱星體。NGC 1068的觀測結果表明，還有更多的天體中微子源有待於發現。

“冰立方之前已經發現宇宙中的中微子在發光，而這種發光的來源一直是一個令人興奮的謎，”華盛頓大學麥迪遜分校的物理學教授、冰立方的成員賈斯汀-范登布洛克說。”NGC 1068提供了這一難題的一個關鍵部分，但只能解釋總信號的大約百分之一。一定還有許多其他的中微子源，而且很可能還有其他類型的源，等待我們去發現。”

揭開被遮蔽的宇宙的面紗才剛剛開始，中微子將引領天文學的一個新的發現時代。