在這幅藝術構圖中，基於南極冰立方實驗室的真實影象，一個遙遠的源發出中微子，這些中微子被冰立方的感測器（DOMs）探測到。自上世紀50年代物理學家首次提出用中微子進行天文學研究的想法以來，“聖盃”一直是觀測太陽系外第一個發出這些幽靈粒子的物體。其中一些是1987年從附近的超新星中收集的，但這是一個罕見的事件，而且進行探測的儀器幾乎不是望遠鏡；除了從上到下或從左到右，他們什麼也看不清。
冰立方望遠鏡是一種奇特的望遠鏡，由南極深處的冰川冰構成，它探測到了來自遙遠的發光星系的中微子。
中微子幾乎沒有質量，幾乎以光速在太空中飛行。它的暱稱是“幽靈粒子”，這表明它很少與任何形式的物質相互作用，因此非常難以探測。就像光子一樣，中微子不帶電荷，所以它不會被電磁場轉移：它到達的方向將直接指向它的源。然而，與光子不同的是，它可以穿過行星、恆星、星系、星際塵埃的面紗，就像子彈穿過霧一樣容易，因此它可以為我們帶來來自於光不透明區域、宇宙邊緣以及最早期的新聞。
這一最新發現是繼近乎奇蹟的超新星之後科學家們第二次發現中微子和來自同一銀河系外物體的光。它也提供了一個長期存在的謎團的線索，即被稱為宇宙射線的帶電粒子如何從太空中不斷轟擊我們的星球，並加速到迄今為止所觀察到的最高能量。“這是令人難以置信的興奮，也是我們一直希望從中微子探測器中得到的，”來自英國利茲大學的宇宙線物理學家艾倫·沃森說。
冰立方能把一些中微子的方向分辨到四分之一度以上。它由大約兩公里深的10億噸鑽石般透明的南極冰組成，由5000多個光探測器監控。2013年，它首次探測到來自大氣層之外的高能中微子。但這一突破並不完全令人滿意，因為這些中微子均勻地降落在天空中：沒有跡象表明可能發射中微子的具體物體——沒有“點源”。
去年9月，冰立方探測到一箇中微子，它攜帶的能量是任何粒子能量的20倍，而這些粒子可能是由最強大的人造加速器產生的。這意味著它可能來自外太空。儀器發出自動警報。
冰立方發出的警告引起了天文學家的極大興趣，因為中微子代表著多體天文學這個新生領域的第三支箭。長期以來，天體物理學家一直夢想著利用光之外的信使來揭示宇宙中許多深不可測的奇蹟的內部運作。就在一個月前，當三個引力波天文臺探測到兩顆中子星的合併時，這個夢想實現了。光學望遠鏡將這一合併與伽馬暴聯絡在一起：一種最具能量的光的短暫閃光。然而，沒有發現中微子。
德克薩斯州的一件“夾克”
在天文動物園中耀類星體是最暴力的生物，巨型橢圓星系與快速旋轉，超大質量黑洞的核心，吞噬附近的恆星和其他物質的連續宇宙地震和傳送光和其他粒子的南北兩極。與其他擁有所謂活動核的星系不同的是，其中一個噴流指向地球的方向，使得這些天體非常明亮。火焰偶爾會爆發，在數分鐘到數年的時間裡，亮度增加10倍或更多。長期以來，人們一直懷疑它們不僅會釋放高能中微子，還會釋放出神秘的超高能量宇宙射線，因為它們具有災難性的性質，並且會釋放出非常高能的伽馬射線。
田中還在費米伽馬射線太空望遠鏡上工作，該望遠鏡每三個小時拍攝一次整個伽馬射線天空的影象，已經持續了大約10年。在搜尋其目錄時，他發現TXS自去年4月以來一直在燃燒。他發出了第二個警告，鼓勵在整個光譜範圍內“觀察這個光源”。
TXS直到那一刻才在4000多個已知的火焰中脫穎而出，人們對它所知甚少——即使它離我們有多遠。在田中發出警告後的興奮中，天文學界彌補了失去的時間。一組科學家確定TXS距離地球約45億光年。這使得它成為宇宙中最明亮的物體之一。
田中發出警報6天后，位於加那利島拉帕爾馬的主要大氣伽馬成象切倫科夫望遠鏡的操作人員宣佈，觀測到了來自TXS的高能伽馬射線。由於MAGIC比費米具有更高的能量和更精細的角度解析度，這一發現加強了與中微子的聯絡——但還不夠。在最近發表的第一篇論文中，IceCube和緊隨其後的15篇合作論文得出結論，單箇中微子和閃耀的運動夾克在方向和時間上的重合率大約是千分之一，這只是一個巧合。在這個行業，你需要三百萬分之一的機會來申請發現。
但是冰立方的首席研究員，威斯康辛-麥迪遜大學的物理學家FrancisHalzen指出，關於這個問題的科學不僅僅是統計資料。他引用了偉大的實驗學家歐內斯特·盧瑟福（ErnestRutherford）的話：“如果你的實驗需要一位統計學家，你就需要一個更好的實驗，”他補充道，“我們做到了。”
回顧過去
由斯德哥爾摩大學天體物理學家查德·芬利領導的冰立方點源小組透過實驗的歷史資料，發現冰立方在2014年10月開始的四個月時間裡，探測到的一場壯觀的“中微子耀斑”，總共約有13個粒子。然而令人困惑的是，費米並沒有在伽馬射線中觀測到相應的耀斑。
另一位冰立方專家、慕尼黑工業大學的天體物理學家伊利莎·雷斯科尼召集了一個小團隊進行更深入的調查。綜合所有TXS的觀測結果，他們發現它實際上在2014年爆發於伽馬射線中，不過是以一種微妙的方式。雖然它並沒有釋放出更多的伽馬射線能量，但它的光譜恰好在它在中微子中爆發時向高能伽馬射線轉移。在兩次耀斑中，光學光譜和中微子光譜的形狀以互補的方式發生了變化。沃森說：“這一切都是可信的，我相信整個故事，但我花了三篇論文才說服自己。這是第一個令人信服的直接證據，證明了強子元件（由夸克構成的粒子）在任何源中的加速度。”
布萊澤斯中微子發射的各種模型都是在理論上獨立開發的，現在它們第一次接觸到真實的資料，沒有一個模型能夠解釋所看到的確切細節。以色列魏茨曼科學研究所的理論家伊萊·韋克斯曼認為，這些模型“將需要徹底的修改”。
這一發現也為中微子天文學這一新興領域注入了一劑強心針。韋克斯曼和沃森現在都渴望下一代儀器。冰立方合作提出了一項升級計劃，將靈敏度提高一個數量級，並計劃在地中海和西伯利亞貝加爾湖部署類似的儀器。
與此同時，這臺非凡的望遠鏡繼續從它那冰冷的深處觀察著中微子的天空。冰立方几乎肯定會帶來更多驚喜。