等待超新星微中子


重點提要
■當恆星爆炸時,耀眼的光芒提醒天文學家有顆超新星正在爆發。超新星的爆發同時會噴發出大量的微中子,它們雖然較難以偵測,卻可能更有價值。
■在我們銀河系附近發生的上一起超新星爆發事件是在1987年,當時物理學家偵測到24顆微中子,那些粒子提供了關於超新星與微中子的重要線索。
■在我們銀河系附近隨時可能會發生超新星爆發,景象更加壯觀。先進偵測器可能會攔住數千至數百萬顆微中子,為恆星的物理學提供嶄新的視野。

1987年2月24日凌晨一、兩點左右,在智利拉斯坎培那斯的山頂上,薛爾頓(Ian Shelton)決定把當晚最後一片照相板顯影後再上床睡覺。薛爾頓是加拿大多倫多大學的駐天文台觀測員,他耗費了許多精力在山頂那具數十載的10吋望遠鏡上,並利用這台小儀器來觀測銀河系的一個夥伴星系——大麥哲倫雲(LMC)。他從顯影槽中取出這片照相板,檢視曝光三小時的拍攝結果。突然間,有件事吸引了他的注意:一個奇怪的亮斑出現在蜘蛛星雲(Tarantula nebula)的蜘蛛狀特徵旁。他不明白這不尋常的亮斑是什麼,因此推測它可能是照相板本身的瑕疵。為了確認原因,他走出天文台,步入山上乾燥的空氣裡,抬頭仰望天空。他看見LMC裡有顆明亮恆星,是今晚之前未曾見過的,於是急忙跑到山脊上另一座天文台去分享這則消息。

當他在控制室裡和天文學家馬道爾(Barry Madore)、康凱爾(William Kunkel)討論這項意外發現時,智利籍的望遠鏡操作員杜哈德(Oscar Duhalde)透過對講機說,幾個小時前他走出天文台休息片刻時,也看到了那顆恆星。他們四人一起確認了那顆「新」恆星應該是顆「超新星」(supernova),也就是恆星亮度能夠暫時比10億顆太陽更亮的恆星爆炸事件。在目前已知的天體中,沒有其他天體能有如此劇烈的亮度變化:前一晚因亮度太微弱以至於連照相板都記錄不到,今晚卻突然能以肉眼輕易瞧見。這表示薛爾頓與杜哈德剛在銀河系的衛星星系裡,發現了一顆超新星。幾個小時後,紐西蘭一位業餘天文學家也獨自發現了這起事件。

【全文未完,完整內容請見《科學人》第143期(2014年1月號);版權所有,轉載請註明出處。】

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