自从20世纪50年代，物理学家第一次提出用中微子进行天文学研究的想法以来，他们的圣杯就一直是观测太阳系外第一个发射这些幽灵粒子的物体。1987年，从附近的一颗超新星中收集了少量，但那是罕见的事件，而且进行探测的仪器几乎都不是望远镜;他们只能分辨上下左右。
三个七月发表的论文(两个科学还有一个在预印本服务器上arXiv)宣告了这60年探索的高潮。冰立方这是一架由南极深处的冰川冰制成的奇怪望远镜，它已经探测到来自一个遥远的发光星系的中微子。
中微子几乎没有质量，以几乎光速在太空中飞行。它的绰号“幽灵粒子”，指的是它很少与任何形式的物质相互作用，因此极其难以探测。像光子(光的粒子)一样，中微子不携带电荷，所以它不会被电磁场改变方向:它到达的方向将直接指向它的源头。然而，与光子不同的是，它可以穿过行星、恒星、星系、星际尘埃的面纱，就像子弹穿过迷雾一样容易，因此，它可以为我们带来来自宇宙边缘和最早期不透光地区的消息。
最新的发现是继近乎奇迹的超新星之后，科学家们第二次发现了来自同一个河外物体的中微子和光。它还为长期以来的谜团提供了线索，即被称为宇宙射线的带电粒子如何从太空不断轰击我们的星球，并被加速到迄今为止观测到的最高能量。英国利兹大学的宇宙线物理学家艾伦·沃森(Alan Watson)没有参与这些研究，他说:“这令人难以置信地兴奋，这是我们一直希望从中微子探测器中得到的。”
冰中的天文台
冰立方可以分辨出一些中微子的方向，误差超过四分之一度。它由大约两公里深的10亿吨钻石般透明的南极冰层组成，由5000多个光探测器监测。2013年，它探测到第一批来自大气层外的高能中微子。但这一突破并不完全令人满意，因为这些中微子像雨点一样均匀地分布在天空中:没有迹象表明可能是特定的物体发出了它们——没有“点源”。
今年9月，冰立方探测到一种中微子，其能量大约是最强大的人造加速器所能产生的任何粒子的20倍。这意味着它可能来自外太空。仪器发出自动警报。
冰立方的警报引起了天文学家的极大兴趣，因为中微子代表着新生的宇宙场的第三支箭multimessenger天文学．天体物理学家一直梦想着利用光以外的信使来揭示宇宙中许多深不可测的奇迹的内部运作。就在一个月前，这个梦想实现了，当时三个引力波天文台探测到两颗中子星的合并，光学望远镜将这次合并与伽马射线爆发联系起来:一种能量最高的光形式的短暂闪光。然而，没有观测到中微子。
在德克萨斯州发现的Blazar
在冰立方发出警报的几天后，在广岛大学运营的光学/近红外望远镜“Kanata”(日语中“遥远的”)工作的天文学家田中康之意识到，中微子指向的方向与已知的距离只有零点二度blazar命名为TXS 0506+05640年前，德克萨斯州的一台射电望远镜首次观测到了这种现象。
Blazars是天文动物园里最猛烈的生物之一:巨大的椭圆星系，其核心是快速旋转的超大质量黑洞，它们以一种连续的宇宙地震的方式吞噬附近的恒星和其他物质，并从它们的南北两极发出激光般的光和其他粒子。耀变体与其他星系的区别在于，其中一个喷流指向地球的方向，使得这些物体非常明亮。耀变体偶尔会发光，亮度增加10倍或更多，持续几分钟到几年。由于它们是如此的灾难性，并释放出非常高能的伽马射线，长期以来，它们不仅被怀疑发射高能中微子，还被怀疑发射神秘的超高能宇宙射线。
田中还参与了费米伽玛射线太空望远镜的工作，该望远镜每三小时就会拍摄整个伽玛射线天空的图像，已经持续了大约10年。在搜索其目录时，他发现TXS自去年4月以来一直在燃烧。他发出了第二个警告，鼓励在光谱中“观测这个源”。
直到那一刻，TXS才在大约4000颗已知的耀变体中被发现，所以人们对它知之甚少——甚至连它有多远都不知道。在田中发出警报后的兴奋中，天文学界弥补了失去的时间。一个小组确定TXS距离我们大约45亿光年。这使它成为宇宙中最明亮的物体之一。
田中发出警报六天后，位于拉帕尔马加那利岛的主要大气伽马成像切伦科夫望远镜(MAGIC)的操作员宣布观测到来自TXS的高能伽马。因为MAGIC比费米能看到更高的能量和更好的角度分辨率，这一发现加强了与中微子的联系——但还不够。在最近的第一篇论文中，冰立方和15个后续合作得出的结论是，单个中微子和耀斑之间在方向和时间上的巧合只有千分之一，只是一个巧合。在这行，你要有三百万分之一的机会来宣布发现。
但是冰立方的首席研究员，威斯康星大学麦迪逊分校的物理学家弗朗西斯·哈尔岑指出，这一问题的科学意义远不止统计学。他引用了伟大的实验主义者欧内斯特·卢瑟福(Ernest Rutherford)的话:“如果你的实验需要一个统计学家，那么你就需要一个更好的实验，”并补充道，“我们做到了。”
回顾过去
由斯德哥尔摩大学天体物理学家查德·芬利(Chad Finley)领导的冰立方点源小组查看了实验的历史数据，发现冰立方从2014年10月开始的四个月时间里，从txs中探测到了一次壮观的“中微子耀斑”——总共有13个粒子。然而，令人困惑的是，费米并没有在伽马射线中观测到相应的耀斑。
另一位冰立方主义者，慕尼黑工业大学的天体物理学家Elisa Resconi组建了一个小团队来进行更细致的调查。综合所有对TXS的观测，他们发现它实际上在2014年以伽玛为单位爆发，但以一种微妙的方式。虽然它并没有释放出更多的伽马射线能量，但它的光谱恰好在中微子爆发时转向了更高能量的伽马。在两次耀斑中，光学光谱和中微子光谱的形状以互补的方式改变。沃森说:“这一切都在一起，我相信整个故事，但这三篇论文都说服了我。这是第一个令人信服的直接证据，证明强子成分(由夸克组成的粒子)在任何来源中都有加速作用。”
基础粒子物理学认为，这些中微子只能由强子产生，强子主要是质子，在耀变体喷流中出现，并在离开时与包括光子在内的其他粒子碰撞。因为轰击地球的宇宙射线主要是由质子和较重的原子核组成的，blazar现在被证明可以产生高能中微子这一简单事实，是超高能宇宙射线可能来源的第一个可靠线索。很难确定宇宙射线的来源的原因是它们携带电荷，因此它们的轨迹会被星际磁场弯曲，它们到达的方向也不会指向它们的起源。因为冰立方探测到的中微子一定是直线运动的，而且一定是由强子产生的，它们表明高能强子一定是从同一blazar源发射出来的。
从耀变体发射中微子的各种模型，在理论上是幸福的孤立状态下发展起来的，现在第一次遇到了真实的数据，但没有一个能解释所看到的确切细节。以色列魏茨曼科学研究所(Weizmann Institute of Science)的理论家伊莱·韦克斯曼(Eli Waxman)认为，这些模型“需要彻底修改”。
这一发现也给新生的中微子天文学领域打了一针强心针。韦克斯曼和沃森现在都渴望新一代仪器。冰立方合作项目提出了一个升级方案，将灵敏度提高一个数量级，类似的仪器计划部署在地中海和西伯利亚的贝加尔湖。
与此同时，这台非凡的望远镜继续在它冰冷的深处观测中微子天空。冰立方几乎可以肯定会有更多的惊喜。
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