【號外】恒星被黑洞吞噬產生的幽靈粒子／江國興教授（台灣國立清華大學天文研究所特聘教授）
／／天文學家利用在南極的探測器及一系列在地面及太空的望遠鏡首次在一顆被黑洞撕裂的恆星捕獲微中子。這是天文學家史上第二次偵測到來自銀河系以外的微中子，由德國電子同步加速器研究中心 (DESY) 的博士生 Robert Stein 領導的國際團隊於 2021 年 2 月 22 日在頂尖學術期刊《自然天文學》發表這個重要成果。
微中子是基本粒子，數量遠遠超過宇宙中的所有原子，每秒就有數以兆計的微中子通過我們的身體，但它們很少與其他物質發生相互作用，所以不容易被偵測到，被喻為幽靈粒子。高能微中子的能量比地球上最強大的粒子對撞器產生的能量高 1,000 倍，因此天文物理學家對高能微中子特別感興趣。他們認為宇宙中最極端的事件，例如劇烈的星體爆發，會使粒子加速到接近光速的速度。這些粒子然後與光或其他粒子碰撞以生成高能微中子。2018 年，天文學家首次發現在一個耀變星體 (Blazar) 所產生的高能微中子。
當不幸的恆星離星系中心的黑洞太近時，重力產生強烈的潮汐，會將恆星扯裂，這種罕見的災難性事件被稱為潮汐破壞事件 (Tidal disruption event) 。在吞噬過程中，有大約一半的恆星碎片會透過吸積盤旋入黑洞裡，一道耀眼的光芒將整個星系照亮。在某些情況下，黑洞會發射快速移動的粒子流。科學家認為潮汐破壞事件會在這種粒子噴流中產生高能微中子，他們還期望這些事件將在其演化的早期在極亮時產生微中子。
這次潮汐破壞事件所產生的強光於 2019 年 4 月 9 日由「史維基瞬變設備」 (Zwicky Transient Facility, ZTF) 發現， ZTF 是位於加州理工學院的帕洛馬山天文台的 1.3 米口徑自動望遠鏡，國立清華大學和國立中央大學是創始成員之一。ZTF 擁有一台超廣角的相機，可以在三晚的時間內掃描整個天空並進行自動檢查，從而發現更多瞬變天體。這個稱為 AT2019dsg 的潮汐破壞事件發生在距地球7億光年遠的一個名為 2MASX J20570298 + 1412165 的星系中，該星系位於海豚星座，星系中央有一個超大質量黑洞，質量為太陽的 3 千萬倍。由於潮汐破壞事件為罕見天文現象，全球多個天文台攜手合作進行後續多波段（伽瑪射線、X 光、紫外線、可見光和電波）觀測與研究。
AT2019dsg 的極亮時刻在 5 月出現，但天文學家沒有看到清晰的噴流，這起事件看起來不像是微中子的候選者。然而，在半年後的 10 月 1 日，美國國家科學基金會位於南極洲的阿蒙森 - 斯科特南極觀測站的冰立方微中子天文台 (IceCube Neutrino Observatory) 捕獲到一顆名為 IC191001A 的高能微中子，並沿其軌跡回溯到了天空中的位置。大約七個小時後，ZTF透過交叉分析確認在四月發現的 AT2019dsg 也在相同的天區。經分析後， Robert Stein 和他的團隊認為這次潮汐破壞事件與捕獲的微中子僅是巧合的機會只有 500 分之一。透過後續的多波段聯合觀測，促使天文物理學家重新思考潮汐破壞事件如何產生高能微中子。
Robert Stein表示：「這是與潮汐破壞事件相關的第一顆微中子，潮汐破壞事件尚有許多未解的謎團，而微中子顯示在吸積盤中心有一個強大的引擎，射出高速的粒子。結合電波、可見光、紫外線和X光望遠鏡的觀測數據，我們確認潮汐破壞事件能充當巨大的粒子加速器。」
AT2019dsg 是為數不多的已知有 X 光輻射的潮汐破壞事件之一。科學家認為X光可能來自黑洞附近、吸積盤內部，或高速粒子噴流。研究團隊成員之一，國立清華大學天文研究所特聘教授江國興參與這次潮汐破壞事件的 X 光數據分析。江教授表示：「 AT2019dsg 的 X 光以前所未有的速度衰減，因研究小組沒有看到強大的噴流，這暗示吸積盤以高速冷卻，或X光被逐漸增加的外圍氣體迅速吸收。」
論文的第二作者荷蘭萊頓大學助理教授 Sjoert van Velzen 說：「當我們發現 ZTF 所找到的第二明亮潮汐破壞事件是高能微中子的來源，我們非常激動。」
江教授說明：「雖然微中子像幽靈，但由於微中子幾乎不與任何物質有相互作用，所以每一顆來自宇宙深處的微中子都帶著其宿主星體的重要信息。只要搭配其他電磁波或重力波的觀測，我們可以更全面了解產生高能微中子的物理機制及追溯其來源。」
ZTF計畫約一半經費由美國國家科學基金會提供，另一半則由加州理工學院領導的國際合作團隊所分擔，中央大學及清華大學透過科技部補助組成的「探高」團隊是國際合作成員之一。
當超大質量的黑洞將恆星撕裂之後，大約一半的恆星碎片被拋到太空，而其餘的則在黑洞周圍形成發光的吸積盤。 該系統在不同波段發出明亮的光芒，並可能產生垂直於吸積盤的高能噴流狀向外物質流。吸積盤附近的中央強大引擎同時射出高能微中子。
原文刊於
http://www.astr.nthu.edu.tw/p/404-1336-198097.php?Lang=zh-tw
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粒子對撞機台灣 在 [轉錄][新聞] 大強子對撞機今啟動- 看板paranormal 的必吃
※ [本文轉錄自 Gossiping 看板]
作者: tigerab (阿B) 看板: Gossiping
標題: [新聞] 大強子對撞機 今啟動
時間: Wed Sep 10 05:35:41 2008
News:https://0rz.tw/604HZ
首頁》生活》生活新聞 》大強子對撞機 今啟動
【陳怡靜╱台北報導】人類史上最重大的科學計劃「大強子對撞機」（Large Hadron
Collider，ＬＨＣ）今天將在台灣時間下午三時，於法國與瑞士邊界地底下一百公尺深處
正式啟動，預計下月二十一日進行質子束對撞的最高潮，以研究一百億年前宇宙大爆炸的
瞬間，並找出宇宙生成的秘密。我國參與此計劃的科研團隊下月初也將前往實驗基地協助
記錄質子束對撞的重頭實驗。
歷史一刻
大強子對撞機計劃由歐洲共同加速器中心（CERN）與全球八十五國科學家合作，台灣的科
研團隊包括中研院、台灣大學及中央大學的研究人員，除參與其中兩具偵測器的建造、測
試及運轉，亞洲唯一蒐集實驗資料的網格中心也設在台灣的中研院。
國科會國際合作處處長張慶瑞表示，台灣可以參加這項國際級世界科學計劃，代表台灣科
學水平已達世界水準，而擁有亞洲唯一網格中心，也代表在亞洲地區扮演領先角色。
下午三時網路實況轉播
今年初曾赴ＬＨＣ歐洲基地的我團隊成員、台灣大學物理系教授熊怡說，由於宇宙大爆炸
的能量太大，科學家不可能在實驗室進行，因此才會建造ＬＨＣ，嘗試讓兩個超高能量質
子束在長達二十七公里長的環狀隧道內碰撞，觀察爆炸後的粒子能量與路徑變化，從中找
出宇宙生成的秘密。這場世紀實驗將於今天台灣時間下午三時起在網路上實況轉播（
https://webcast.cern.ch/）。
熊怡表示，ＬＨＣ環狀隧道是全宇宙最寒冷處，溫度攝氏零下兩百七十一度，但當兩個質
子束對撞時，對撞點溫度將超過太陽中心熱度的十億倍，成為銀河系最熱的地方；而超高
溫的時間極短，小於奈秒（十億分之一秒）。
為記錄質子束對撞瞬間產生的變化，ＬＨＣ共設置四具偵測器，台灣自一九九九年起，每
年投入超過三千萬元資助其中ＡＴＬＡＳ與ＣＭＳ二具偵測器的建造、測試與運轉，我團
隊現有二十多人在ＬＨＣ歐洲基地進行測試，其中ＡＴＬＡＳ還是世界上最大的粒子偵測
器，長四十六公尺、高二十五公尺、重七千噸。
龐大資料全球分攤儲存
台灣參與大強子對撞機計劃總主持人、中研院物理所研究員李世昌表示，ＬＨＣ運作時每
年會產生一千五百萬GB的實驗數據，資料量可輕易塞滿一百萬張DVD，如此龐大的資料量
需要全球共同分攤儲存，目前全球共有十一個網格中心儲存與處理資料，台灣的中研院則
是亞洲的唯一一個資料儲存與處理中心。
大強子對撞機解構
歐洲共同加速器中心（CERN）的「大強子對撞機」（LHC）預定台灣時間今天下午3時啟動
，首次將質子束輸入長27公里地底環狀隧道
大強子對撞機啟用實況轉播
時間：今天15:00~24:00，歷時9小時
看直播：https://webcast.cern.ch/
查詢計劃內容：https://lhc-first-beam.web.cern.ch/lhc-first-beam
註：傳統認為基本粒子指的是質子、中子、電子、光子和各種介子。
資料來源：國科會
報你知
史上最大的人造機器
台灣大學物理系教授熊怡指出，大強子對撞機是世界上最強大的粒子加速器，可以產生比
過去的加速器高出七倍以上能量的粒子束，該機器也是史上最大的人造機器。
該儀器裝設在瑞士與法國邊境地底下100公尺處，在總長27公里、-271℃低溫的環狀隧道
中進行粒子對撞，撞擊瞬間產生的高溫將比太陽中心的溫度高出十億倍，以偵測是否有「
希格斯粒子」的存在，試圖重現極微型宇宙爆炸瞬間，以及宇宙誕生之初的樣貌。
News:https://0rz.tw/6f4O1
首頁》生活》生活新聞 》專家：產生黑洞 也無傷害
知識判斷
大強子對撞機（ＬＨＣ）今天正式啟動，但有人認為，當兩束具有超強能量的質子束對撞
時，將撞出導致地球毀滅的黑洞。對此，參與ＬＨＣ計劃的中研院物理所研究員李世昌昨
說：「依據現有的知識判斷，應不至於發生危險。」
高能粒子存在時間短
日前曾赴ＬＨＣ瑞士基地的台灣大學物理系教授侯維恕表示，當地確實有民眾抗議ＬＨＣ
計劃，但人數並不是很多。
侯維恕強調：「宇宙中本來就有很多高能射線與粒子撞擊，但至今尚未觀測到有星球因為
這樣而毀滅。」
李世昌也說，宇宙射線的能量是大強子對撞機的一百萬倍以上，但這些高能量的質子不斷
撞擊地球已十多億年，但地球也從未消失，而且ＬＨＣ產生的高能粒子數量少、存在時間
短，就算產生黑洞，這個黑洞的能量也無法造成傷害。
記者陳怡靜
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