清华跨国际团队 发现恒星被黑洞吞噬产生的幽灵粒子

清华大学天文所特聘教授江国兴与德国电子同步加速器研究中心团队，捕获距地球7亿光年远的恒星被黑洞撕裂时喷发的微中子。（清华大学提供／陈育贤新竹传真）

清华大学天文所特聘教授江国兴在科技部「曜星计划」的补助下，与德国电子同步加速器研究中心（DESY）团队合作，捕获距地球7亿光年远的恒星被黑洞撕裂时喷发的微中子，由于微中子非常难以侦测，又有「幽灵粒子」之称，此发现为探索宇宙起源更推进一步。

清华大学指出，天文学家过去推测恒星被黑洞吞噬时，可能产生比地表最强粒子对撞机产生的粒子还强大千倍的高能微中子，但它们很少与其他物质发生相互作用，因此很难被侦测到，这是国际天文学家第2度侦测到来自银河系以外的微中子。这项重大的天文发现上个月也登上顶尖学术期刊《自然天文学》。

江国兴表示，天文学家前年4月曾观测到海豚星座中央1个质量为太阳3000万倍的超大黑洞吞噬了恒星的过程。当时此颗恒星靠近黑洞时，重力产生了强烈的潮汐力，将恒星拉长如面条，之后就像被「五马分尸」般扯裂，大约一半的恒星碎片被吸入黑洞，并产生高温同时喷发出粒子流，耀眼的光芒照亮了整个星系。

过去文学家推测粒子以接近光速喷发时，可能与其他粒子及光碰撞，产生高能微中子，但始终无法证实，直到那颗恒星被撕裂的半年后，也就是前年10月，美国国家科学基金会南极观测站的冰立方微中子天文台，捕获到1颗高能微中子。

由德国电子同步加速器研究中心博士史坦（Robert Stein）领导我国清华大学及荷兰、美国、英国、瑞典等组成的国际研究团队，在结合伽玛射线、X光、紫外线、可见光和电波的侦测与分析后，证实这颗高能微中子正是来自半年前海豚星座的黑洞吞噬恒星事件。

江国兴参与了这项重大天文发现的X光数据分析。他表示，这次恒星被黑洞吞噬事件产生的X光以前所未有的速度衰减，所以研究小组在观测时并没有看到强大的粒子喷流，这显示环绕恒星运行的盘状结构高速冷却，或X光被逐渐增加的外围气体迅速吸收。

虽然微中子像幽灵一般难测，但每颗来自宇宙深处的微中子都携带宿主星体的重要讯息，只要搭配电磁波或重力波观测，将可让天文学家更全面了解产生高能微中子的物理机制。