在地下深處，望遠鏡可能很快就會揭示在地球存在之前死亡的恆星的幽靈
本文原刊於 對話。 該出版物為 Space.com 上的文章做出了貢獻 專家之聲：專欄與見解。
巴勃羅·馬丁內斯·米拉韋 是哥本哈根大學尼爾斯·玻爾研究所理論粒子天文物理學的博士後研究員。
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然而，當這些恆星死亡時，我們用自己的眼睛，甚至用強大的望遠鏡所看到的只是故事的一小部分。因為超新星的能量大部分來自於 中微子這些是幾乎看不見的粒子，通常被稱為 “幽靈粒子” 因為他們幾乎會經歷路上的一切。
科學家現在終於即將看到這些幽靈信使了。借助極其強大的望遠鏡 深埋地下 在日本，天文學家或許能夠一睹這些恆星「幽靈」的風采——以及它們中100億年前死亡的恆星爆炸留下的殘餘物。
時間的最初粒子
今年科學家很有可能最終能夠看到這些幽靈粒子。這主要是由於 日本超級神岡望遠鏡 接受升級，顯著提高其探測超新星中微子的能力。
對我來說，身為粒子天文物理學家，這可能是我一生中最令人興奮的科學成就之一。事實上，這意味著我們甚至可以看到地球本身存在之前就產生的粒子，因為望遠鏡現在足夠靈敏，可以捕捉到宇宙中所有爆炸恆星的微弱「光芒」。
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所有這一切都是可能的，因為中微子幾乎不與任何東西相互作用。它們不帶電荷。因此它們可以穿越太空，甚至穿越整個行星，而不會下沉或分散，所以幾乎沒有什麼可以阻止它們。
事實上，這些幽靈粒子有數十億個 每一秒都經過你的身體 ——你甚至沒有註意到——其中一些已經旅行了超過 100 億年才到達這裡。
當一顆恆星死去時
大想法會帶來大問題，而天文物理學家正在試圖弄清楚的一個這樣的問題是剩下的是什麼 爆炸後 這樣的明星。
塌縮的核心會變成黑洞嗎？或者它形成另一種類型的恆星，稱為 中子星, 然後隨著時間的推移慢慢冷卻？中子星是一種密度極高的物體，直徑僅約 12 英里（20 公里），大約相當於一座大城市的大小或曼哈頓的長度。
如果科學家能夠檢測到所有曾經發生過的超新星的組合訊號，這將使我們更接近回答這些問題。它還將使我們能夠利用數十億年來從未停止的粒子來研究整個宇宙歷史中恆星的死亡。
超新星在我們的銀河系中很少見，每隔幾十年才會出現一次。但在整個宇宙中，一顆大質量恆星大約每秒鐘爆炸一次成為超新星。當它們爆炸時，會釋放出巨大的能量： 只有約1%是可見光而99%則以中微子的形式逃逸。
儘管這些中微子幾乎是看不見的，但它們承載著每顆曾經爆炸過的恆星的故事——現在，我們也許第一次能夠捕捉到它們。
因此，如果 2026 年首次實現清晰探測，這將標誌著天文學的新時代。我們將第一次不僅觀察到附近恆星的輝煌爆炸，還將觀察到所有曾經存在和死亡的大質量恆星的集體歷史。
這一切都始於埋在日本地下深處的一台望遠鏡，它耐心地觀察著宇宙最古老的爆炸發出的微弱、幽靈般的光芒。
