银河系的恒星向地球发射了多少幽灵粒子
基于欧洲航天局盖亚望远镜数据绘制的银河系地图（图片来源：uux.cn/ESA）
（神秘的地球uux.cn）据哥本哈根大学：每一秒钟，有一万亿个难以捉摸的幽灵粒子——中微子——直接穿过你的身体。现在，哥本哈根大学的天体物理学家已经绘制出银河系中所有恒星向地球发射的幽灵粒子数量及其起源。这张新地图可能帮助我们追踪这些神秘粒子，解锁迄今为止难以触及的银河系知识。
它们被称为幽灵粒子是有原因的。它们无处不在——数万亿个中微子不断流经一切：我们的身体、我们的星球，甚至整个宇宙——而我们却浑然不觉。这些所谓的中微子是基本粒子，它们是看不见、极轻且极少与其他物质相互作用的粒子。它们相互作用的弱点使中微子极难被探测到。但当科学家成功捕捉它们时，它们能为宇宙提供非凡的见解。
中微子诞生于剧烈的宇宙事件中——包括恒星内部的核反应。现在，哥本哈根大学的研究人员已经制作了迄今为止最全面的模型，绘制了我们银河系中所有恒星产生的中微子数量以及到达地球的数量——这是一幅此前仅存在粗略轮廓的完整图景。这项研究刚刚发表在科学期刊《物理评论D》上。
“我们首次有了一个具体的估计，知道这些粒子中有多少到达地球，它们来自银河系的哪个位置，以及它们的能量如何分布。因为幽灵粒子直接来自恒星核心，它们能告诉我们光和其他辐射无法告诉我们的信息，”这项新研究的主要作者、尼尔斯·玻尔研究所的博士后巴勃罗·马丁内斯-米拉维说。
什么是中微子
中微子是一种基本粒子——是物质中最小的构件之一。
中微子是无形的，极轻，电中性，且很少与物质相互作用。
它们是在恒星的核反应、超新星爆炸以及其他高能宇宙事件中形成的。
每秒有数十亿个中微子在你体内穿梭，而你却浑然不觉。
由于中微子几乎不受其他力影响，它们能够直接提供关于恒星内部过程和宇宙起源的信息。
天文台“路线图”
研究人员将先进的恒星模型与欧洲航天局盖亚望远镜的数据结合起来，绘制了银河系中微子主要起源的位置。
研究显示，绝大多数恒星来自银河中心周边地区，那里大多数恒星集中在距离地球数千光年的区域。
这些知识对于试图用巨大探测器捕获中微子的科学家来说是实用工具，这些探测器通常位于地下深处。有了这张新地图，他们可以提高“击中目标”的机会。
“现在我们更准确地知道在哪里寻找银河中微子了。我们的结果显示，大多数中微子是在质量与太阳相当或更大的恒星中产生的。这意味着探测中微子信号的最佳机会是在朝向银河中心时，因为信号最强，“巴勃罗·马丁内斯-米拉维解释道。
一扇通往恒星内部空间的窗口——以及可能带来的新物理学
传统天文学依赖光、X射线和伽马射线，而中微子则提供了一种完全不同的宇宙探索方式。它们的特殊优势在于可以移动极长距离而不受影响，所以当我们在地球上测量它们时，能非常直接地了解外面发生的事情。
地图显示了什么
该模型是银河系所有恒星中首个完整中微子地图。
新的映射显示，中微子通量跨越了广泛的能量谱，并包含了来自光、中等和超大质量恒星的贡献。
靠近银河中心的恒星对整体中微子流向地球贡献最大。
中微子的产生随恒星年龄和质量变化：比太阳更重的年轻恒星产生最多中微子。
大多数中微子起源于核反应，而有些则是在恒星内部的热过程中产生。
正如几十年来中微子告诉我们太阳核心内部发生的事情一样，研究人员也希望其他更远的恒星也能实现同样的发现。
“中微子直接携带来自恒星内部的信息。如果我们学会利用它们，它们将以其他资料无法比拟的方式，为我们提供关于恒星生命周期和银河结构的新见解，“该研究的高级作者、尼尔斯·玻尔研究所的艾琳·坦博拉教授说。
除了扩展我们对恒星和银河系的理解外，这些知识最终还可能触及物理学中的根本问题。中微子与周围环境的相互作用极其微弱，可能揭示出传统实验技术永远无法敏感的新物理定律。
“因为中微子几乎不受影响，我们对它们在漫长的地球旅程中应如何表现有明确的期望。所以即使是它们行为中的微小偏差，也可能是揭示新未知物理学的有力线索，“艾琳·坦博拉总结道：
“有了中微子，就像调暗房间的灯光，突然看到黑暗中隐藏的东西——有了新型号，我们现在既有地图也有指南针，可以开始导航。”
