我们银河系的第一张中微子图像

研究人员首次利用中微子生成了银河系图像，这些中微子是用冰立方望远镜在南极冰层中观察到的。中微子图像表明，银河系中心的宇宙射线相互作用比以前想象的更加强烈。研究结果发表在《科学》杂志上的一篇文章中。

多年来，我们的银河系的景象一直令人敬畏，肉眼可见，银河系是一条横跨天空的朦胧星带。现在，IceCube 的研究人员能够利用中微子来观察银河系，中微子是一种微小的、幽灵般的粒子，可以在物质和空间中自由飞行。

这些中微子是使用 IceCube 中微子观测站探测到的，这是一座建于南极的中微子望远镜，用于监测 10 亿吨南极冰层中罕见的中微子相互作用。斯德哥尔摩大学和乌普萨拉大学的 IceCube Collaboration 成员参与了十年观测期间获得的数据的分析以及结果的解释。

斯德哥尔摩大学副教授、与该项目密切合作的 IceCube 团队成员之一查德·芬利 (Chad Finley) 表示：“看到我们的星系中存在中微子是我们的梦想，但这对于我们的项目来说似乎是遥不可及的。”纸。“今天这一结果的实现得益于机器学习的革命，它使我们能够比以前更深入地探索数据。”

在上个世纪，天文学家开始研究银河系的所有波长的光，从无线电波到伽马射线。我们银河系中的高能伽马射线被认为主要是由宇宙射线、高能质子和原子核与银河系气体和尘埃的相互作用产生的。这个过程也应该产生中微子。然而，我们银河系不同部分的宇宙射线相互作用强度存在很大的不确定性，这使得中微子的预测成为一个挑战。

最新结果所使用的分析方法最初是由奥斯卡克莱因中心博士后研究员乔纳森杜姆于2017年在斯德哥尔摩大学开发的。“乔恩意识到，如果这些中微子预测的上限是正确的，那么在我们当时拥有的 IceCube 数据中可能可以微弱地检测到它们，”查德·芬利说。

然而，为了真正绘制出银河系的中微子轮廓，预计还需要很多年的数据采集。虽然冰立方天文台每年记录数十亿个事件，但只有很小一部分(记录的一亿个事件中就有一个)是由来自太空的中微子引起的。识别这些中微子事件是一项艰巨的计算任务。由于称为深度神经网络的新计算技术的发展，识别这些中微子事件的效率比以前提高了 20 倍。

“高能中微子为我们提供了研究银河系的绝佳新工具。下一步是确定中微子源，可能是银河宇宙射线加速的场所。”乌普萨拉大学高级教授奥尔加·博特纳说。“如果实现，计划中的 IceCube-Gen2 将能够对银河平面进行更深入的探索，使我们能够区分各种源分布和宇宙射线传播模型。”