在这张艺术家的插图中,一股不断膨胀的尘埃和气体从恒星致密的白矮星核心向外吹散。(图片来源:NASA/ESA/STSCI/G. Bacon) 让我们暂时同情一下中微子研究人员。这些人不知疲倦地致力于理解那些似乎对他们毫无兴趣的亚原子粒子。中微子,诞生于超新星和其他宇宙事件,在宇宙中传播,几乎不受任何东西的影响,无害地穿过任何物质;每天每秒约有 1000 亿个来自太阳的中微子穿过你的身体。找到单个中微子极其困难,但如果区域足够大,你最终总会捕捉到一些。但如果还有其他方法呢——通过更常见的物质间接探测中微子活动的某种方法呢?今天发表在《物理评论快报》上的研究表明,情况可能就是这样,而陨石则扮演了普通物质意想不到的角色。该论文可能会增进我们对中微子的理解,并在此过程中告诉我们更多关于宇宙最壮观的爆炸——超新星的信息。
细致的中微子
要理解,我们首先需要了解一些关于中微子的知识。这些难以捉摸的粒子,通常被称为幽灵粒子,有六种类型:三种味(电子、μ子和τ子),以及每种味额外的一个反中微子。(或者,也许,反中微子与常规中微子相同,这一点还不完全清楚。)但是,感兴趣的研究人员忍受了中微子的古怪,因为他们可以通过它们了解产生它们的事件。其中一个事件就是超新星,即恒星爆炸。尽管近几十年来取得了巨大进展,天文学家们仍然对这些宇宙烟火的確切发生机制有很多疑问。但通过研究中微子在恒星超新星爆发时与恒星外层相互作用的方式,天文学家们正开始接近答案——弄清楚喷涌而出的中微子的平衡,你就可以弄清楚是什么导致了这一切,就在垂死的恒星中心。唯一的问题是,到目前为止,他们只有不完整的图景。天文学家们只发现了六种中微子类型中的五种的标志性特征,这些特征以由物质与单个中微子相互作用产生的特定版本元素(称为同位素)的形式出现。奇怪的是,它是电子反中微子。
太空岩石
这就是今天的发现的用武之地。该国际作者团队认为,具有 98 个中子和质子的锝同位素(^98Tc)可能是中微子拼图缺失的一块。看起来电子反中微子相互作用可以产生超新星输出的 20% 的 ^98Tc——但是,因为它是一种不稳定的同位素,所以这种物质无法持续足够长的时间供研究人员直接研究。幸运的是,这种锝会衰变成一种钌,而钌是稳定的。如果恒星爆炸将一些物质炸入形成我们太阳系的尘埃和气体集合中,那么钌至今仍然存在于其未受干扰的角落里。科学家们确实有一种常见的方法可以获得早期太阳系的原始碎片来研究:陨石,也就是在穿过大气层后落到地面的太空岩石碎片。
理解过程
所以,总结一下:研究人员可以研究陨石来寻找一种钌,这种钌大致指示了早期太阳系中钌的含量,而这反过来又指示了最初存在的 ^98Tc 的含量,从而产生了钌,而这又暗示了中微子是如何与爆炸恒星周围的物质相互作用的。呼。基于计算机模型的钌估计量太低,无法用现有仪器检测到,但它也仅仅是略低于可检测水平。因此,如果一切顺利,研究人员应该很快就会踏上从陨石到超新星的长途旅程。如果他们做到了,这对那些饱受困扰的中微子研究人员来说是个好消息,因为他们将获得关于所有类型中微子行为的更完整的数据。但这也有助于希望填补恒星爆发原因的缺失部分的超新星研究人员。而且,作为一种宇宙红利,该论文还为研究人员提供了一个途径,可以了解最近一次超新星爆发与太阳系形成之间经过了多长时间。确实呼。














