Super-TIGER 遗失在南极洲的雪丘某处。严格来说，“遗失”并不完全准确。更像是“无法触及”。Walter Robert Binns 确切地知道他那失踪的两吨重宇宙射线实验的精确位置：南纬 82 度 14.69 分，西经 81 度 54.88 分。
这距离麦克默多站约 1000 英里。但 Super-TIGER 的太阳已经落山，直到九月才会再次升起。气温将降至零下 70 华氏度。没有理智的搜救队会在极夜中出发，所以现在除了等待别无他法。
这种闲散与之前的忙碌活动形成了鲜明对比。近两个月来，Super-TIGER 在一个巨大的长航时气球下悬挂，在南极上空 24 英里处进行了狂野的飞行。
从那个高耸于地球大气层大部分之上的有利位置，这个箱形仪器被来自深空的重原子核轰击，在其三组探测器中留下了微光的轨迹。（TIGER 是“超铁银河元素记录仪”的缩写。）每一次事件都为我们对塑造我们整个星系命运的不稳定、超大质量恒星的粗略理解增添了一点额外的清晰度。
在 55 天后，美国国家航空航天局哥伦比亚科学气球设施的官员宣布 Super-TIGER 的飞行结束，以确保仪器的安全回收。他们通过遥控拆解了气球，并将其有效载荷通过降落伞送往临时遗忘之地。但当它在深度冷冻中静置时，科学家们的艰苦工作才刚刚开始。
在坠落之前，该仪器已经通过无线电传回了大部分观测数据。作为项目领导者的华盛顿大学天体物理学家 Binns 现在正与他的团队一起梳理海量信息。他预计这项工作将需要整整两年——即便如此，也无法提供他所寻求的那种详细的宇宙答案。
今年晚些时候，一支救援队将出发将 Super-TIGER 带回家，Binns 和他的团队将开始对其进行翻新，目标是在 2015 年重新开始。“它的一些部件可以保存下来，而有些部件我们很有把握不能，”Binns 说。“但我们需要进行另一次飞行，我们计划再进行一次飞行。”
宇宙的碎片
研究宇宙有许多方法，而 Binns 选择了一种最困难的方法。甚至他研究的名称也令人费解。尽管 Super-TIGER 统计的能量粒子被称为宇宙射线，但它们根本不是射线，而是以极高速度传播的原子核。这个术语是 20 世纪 20 年代有影响力的物理学家 Robert Millikan 犯下的历史性错误，他更广为人知的是测量电子电荷的人。
宇宙射线面临的第一个挑战是，与可见光或 X 射线等真正的射线不同，它们不会直线传播。它们会被编织在星际空间中的磁场缠绕，并随意改变方向。“如果你能用宇宙射线之眼看天空，你只会看到‘一团大模糊，你根本无法分辨它’，”Binns 解释道。第二个挑战是重宇宙射线很罕见。在其 55 天的飞行中，Super-TIGER 仅收集到了几千个 Binns 所寻找的重原子，这是在其合作伙伴 Goddard 太空飞行中心、加州理工学院、喷气推进实验室和明尼苏达大学的帮助下完成的。
这两个科学上的障碍造成了一个实际上的大问题：在天体物理学界，宇宙射线甚至被视为一种边缘研究。“在最初的提案中，Super-TIGER 将是卫星的前身，但基本上没有钱用于此，”Ryan Murphy 说，他是这个项目唯一一名研究生。
Murphy 的博客“冰上的 Super-TIGER”生动记录了令人惊叹的自然美景（凌晨 2 点闪闪发光的冰川、意外的企鹅来访）和技术枯燥（例如确保探测器连接在稀薄的平流层空气中仍能正常工作）交替的时刻。
工作人员在 2012 年 12 月升空前准备箱状的 Super-TIGER 实验。它绕南极盘旋了近三圈。 | Richard Bose/华盛顿大学
Walter Robert Binns 负责 Super-TIGER 项目。| Richard Bose/华盛顿大学
宇宙射线作为回报，提供了采样恒星碎片的非凡体验。“我们认为银河宇宙射线来自被称为 OB 星团的大型年轻恒星，”Binns 说。
这些恒星燃烧得非常明亮，演化速度是我们太阳的数千倍。当它们变得不稳定时，可能在短短 600 万年后，它们会喷出大部分外层物质。然后，在最后的狂热中，恒星会超新星爆发，“我们认为宇宙射线的主要加速器是这些超新星的冲击波。”一颗恒星爆发，然后是另一颗，直到星团中的所有大质量恒星都爆炸并将宇宙射线搅成一团。
这些宇宙射线然后花费大约 1000 万年，在星际空间中高速传播，直到其中一些到达我们的星球。反过来，其中一小部分恰好到达了 Super-TIGER。入射的宇宙射线正是从那些遥远恒星中喷射出来的原子——不是恒星的光，不是恒星的副产品，而是恒星本身的碎片。
“我们正在探测来自数百光年外，已经旅行了数百万年的粒子，经过这么长时间，它们在这里我们的探测器中结束了，”Murphy 惊叹道。这种直接联系使得宇宙射线成为检验我们关于恒星如何形成、演化和死亡的理论的极其强大的工具。
到达地球的大部分宇宙射线是氢原子核，但它们非常普遍，本身并不携带太多独特的信息。Binns 将它们丢弃，而是专注于稀有但信息量大得多的重原子，质量范围从锌到钼——构成 TIGER 中的“TI”的“超铁”元素——它们产生于极大大质量恒星的核熔炉中。
我们都对这个恒星过程有着深厚的投入。前几代这样的恒星产生了构成地球的重元素；你血液中的铁和骨骼中的钙也来自于那里。但 Binns 对这些重元素有着独特的兴趣，因为它们就像一个身份印章，告诉他哪些宇宙射线来自 OB 恒星，哪些来自被卷入其中的周围物质。
关于 OB 恒星如何演化、爆炸并产生宇宙射线的整个理论都基于仍存在疑问的观点。Binns 在他的语言中充斥着“我们相信”。Super-TIGER 的目标是在这些陈述的末尾加上句号。
追踪黑洞
2012 年 12 月 9 日（南极洲为 12 月 8 日），Super-TIGER 在一个比固特异飞艇大 200 倍的氦气球上开始了一天的上升。发射时间经过精心安排。在南极夏日中期，大约有两个月的时间，一股气流会整齐地绕着南极盘旋，确保任何漂浮在该涡流中的实验都会倾向于留在大陆上空。
Super-TIGER 在风力耗尽之前绕极盘旋了近三圈，为重型升降气球创造了长航时记录，并收集了比科学家们预期的更多的宇宙射线。只有一个严重的事故：实验上所有四个固态硬盘发生了一次罕见的故障（“对我来说非常意外，”Binns 干巴巴地说）导致他们的一些结果报废。
即便如此，该团队还是恢复了至少五分之四的高优先级数据。当硬盘被物理回收并送回实验室时，其余部分可能会被找回。
部分基于 TIGER（Super-TIGER 的小型前身）的发现，天体物理学家们已经开始拼凑年轻、大质量 OB 星团的故事。早期，当星团开始从坍缩的气体云中凝聚时，最明亮、寿命最短的恒星会喷发出强烈的恒星风，为第一批宇宙射线提供能量，并喷出恒星自身的物质。
随后的超新星爆发会进一步搅动这些冲击波，然后猛烈加速前几次超新星爆发的物质。TIGER 的测量似乎表明，约 20% 的宇宙射线是由恒星本身喷射出的重元素组成的。其余的似乎是静静地位于恒星之间，然后被卷入交叉火网的物质。
Super-TIGER 的结果将增加许多细节。它们还将使我们能够调查一种特别奇异的可能性。它探测到的一些宇宙射线可能并非来自狂躁的恒星，而是来自一个潜伏在我们银河系中的黑洞，它吞噬附近的物质并将它们加速到接近光速。
如果这样的巨兽，被称为微类星体，确实存在，Super-TIGER 的探测器应该会看到一个异常信号，其能量甚至超过超新星。“能量谱会有一个奇怪的隆起，”Murphy 说。“如果我们能在附近找到一个微类星体，哇，那就太酷了。”
这个黑洞的痕迹可能已经存储在 Binns 的电脑里，或者锁在一个位于南极冰川顶部的损坏的数据驱动器里。或者，证据可能仍然以每秒数千英里的速度飞向地球，直到下一次 Super-TIGER 高升入天空，凝视着太空深处，我们才得知它的存在。
