科學家發現了一種「幻影粒子」或超強中微子，它撞擊了地球，並於 2023 年在地中海被發現，它可能是被黑洞引擎驅動的耀變體炸到地球的。
耀變體是類星體的一種，是星系中心的區域，擁有超大質量黑洞並釋放出強大的輻射噴流。耀變體與「普通」類星體不同，因為它們的方向意味著它們噴發的能量、粒子和等離子體噴流直接指向地球。
該中微子的能量比其攜帶的能量高出 30 倍，比先前探測到的最高能量中微子高出 30 倍。它於 2023 年 2 月 13 日抵達地球，以接近光速的速度飛行，並透過探測單個 μ 子（一種亞原子粒子）而被發現 立方公里中微子望遠鏡 (KM3NeT)，位於地中海海浪以下 11,300 英尺（3,450 公尺）。最初認為耀變體是粒子的來源，但這個科學家小組著手確認這些超大質量黑洞驅動事件的特定類別作為可能的起源。
「對於這種粒子的起源有幾種可能的解釋，」KM3NeT 合作團隊的成員 Meriem Bendahman 說道， 在一份聲明中說。 「例如，有人提出，當超高能量宇宙射線與宇宙微波背景輻射（CMB）（早期宇宙留下的光）相互作用時，就會產生這種中微子。但中微子也有可能源自一組極端加速器產生的擴散通量，例如
高能“幽靈”
中微子之所以被稱為“幽靈粒子”，是因為它們不帶電荷，而且幾乎沒有質量，這意味著它們穿過物質時幾乎沒有相互作用。事實上，當你剛剛讀到這句話時，大約有 100 兆中微子以接近光速的速度穿過你的身體。這使得探測中微子變得極其困難，即使像這個中微子一樣，它們攜帶著 2.2 億能量 十億 電子伏特。
就上下文而言，這是地球最大粒子加速器大型強子對撞機 (LHC) 所能承受能量的 30,000 倍。事實上，要將粒子加速到這樣的能量，大型強子對撞機必須從目前的 17 英里（27 公里）長度擴展到約 25,000 英里（40,000 公里），即地球的整個圓週。
難怪科學家們渴望了解這種粒子從何而來以及它如何成長到如此高的能量。
研究小組開始以法醫宇宙偵探的身份來理清這種高能中微子粒子的可能起源，將發現的粒子歸類為犯罪現場，並尋找指向罪魁禍首的可能線索。
研究人員發現的第一個線索是中微子似乎起源於同一空間區域的無線電、光學、X射線或伽馬射線中不存在電磁輻射訊號。如果粒子是由單一爆炸事件（如恆星爆炸或超新星）發射的，他們會期望看到這一點。
本達曼說：“這並不能完全排除點狀源的可能性，但它讓我們認為我們的中微子可能來自擴散背景——也就是說，來自包括許多來源的中微子通量。”
來源例如由黑洞提供動力的耀變體的數量。
本達曼模擬了一群耀變體，考慮到了對耀變體特性的觀察，例如磁場強度和它們發射的輻射範圍。他們的模擬使他們能夠改變兩個重要參數：質子相對於電子所攜帶的能量（稱為“重子電荷”）以及該能量如何在質子之間分配；以及粒子達到超高能量的可能性有多大。第二個參數決定了可以產生多少中微子、中微子通量（電流強度）以及產生多少伽馬射線。
研究人員開發的模型還必須考慮到仍在西西里島海岸建造的 KM3NeT 以及位於南極洲的 IceCube 中微子觀測站等其他設施未能檢測到類似的高能中微子。這意味著任何產生如此高能中微子的事件都相對罕見。
此外，由於中微子的產生伴隨著伽馬射線發射，該模型必須確保在產生高能量中微子時，耀變體不會產生足夠的伽馬射線輻射來超過費米太空望遠鏡測量的河外伽馬射線背景。
本達曼說：“我們用物理驅動的參數對現實的耀變體群體進行了建模，發現這種耀變體群體可以解釋這種超高能量事件的起源，同時也符合我們對伽馬射線和中微子觀測的限制。”
雖然該團隊的發現確實表明耀變體的數量可能是這些高能量中微子的原因，但問題尚未結束。
「我們需要更多的觀測數據，」本達曼說。 “我們以前從未觀察到如此高能的中微子，如果它來自像耀變體這樣的宇宙加速器，這將使我們對這些物體如何以超出我們之前預期的能量發射粒子產生新的認識。”
該團隊的研究發表於 宇宙學和天體粒子物理學雜誌（JCAP）。
