埋藏在南极深处的传感器阵列提供了对天空的新颖视角:一张不显示光线,而是显示中微子的地图。中微子是由吞噬恒星的黑洞、超新星爆发和其他剧烈现象发出的虚无缥缈的粒子。中微子没有电荷,质量几乎为零,因此它们能毫不受阻地穿过太空和物质。这种特性使它们成为探索宇宙最难以触及角落的理想工具,但同时也使得它们几乎不可能被探测到。


一个由传感器组成的网络被放入深钻孔中(左图),用于探测穿透地球并从南极射出的来自北半球的中微子。中微子事件的初步地图(右图),绘制在椭圆形的天空投影上,可能显示大气和宇宙来源。照片和图表由Amanda项目提供。
为了找到天文中微子,威斯康星大学麦迪逊分校的弗朗西斯·哈尔森(Francis Halzen)和一支国际团队建造了AMANDA II,这是一个由677个保龄球大小的光探测器组成的阵列,沿着19条电缆串联,沉入极地冰层近半英里深处。每天有几次,一个来自北方天空的高能中微子会穿过地球,撞击到传感器附近的一个水分子。由此产生的亚原子连锁反应会产生短暂的蓝色光迹,称为切伦科夫辐射(Cerenkov radiation),在冰中曲折穿行。这些信号被探测器接收并放大。辐射的路径指示了传入中微子的原始方向。
在AMANDA II运行的第一年里,它捕获了1000次中微子碰撞。哈尔森和他的团队将数据处理成了有史以来第一张中微子天空图。研究人员现在正在梳理第二年和第三年的数据,以追踪最亮的中微子发射源。其中一些可能就是长期寻找的宇宙射线来源。宇宙射线是一种能量惊人的粒子,从未知区域降临到地球。“我们不知道它们来自哪里,因为它们的路径被地球磁场弯曲和扰乱了,”哈尔森说。然而,中微子会从它们的起源点以直线路径飞行——也许是炽热气体落入超大质量黑洞的地方。“因此,一个令人兴奋的可能性是,中微子天空图也将揭示宇宙射线的来源。”














