在南极的深处，坐落着一个由电线组成的冰封的“森林”，名为 IceCube。它并非立方体：IceCube 是一个六边形的结构，由深入冰层一公里的钻孔组成，用热水钻成并填充了电子设备。它的目的是探测中微子——这些幽灵般的小粒子，常常来自太空，几乎不留下痕迹地穿过地球。
四年前，IceCube 帮助科学家们首次发现了太阳系外的一个中微子来源的迹象。现在，IceCube 的科学家们第二次精确定位了一个遥远中微子的喷发源，它起源于 NGC 1068，一个距离地球约 4700 万光年的星系。
他们的研究结果 已于 11 月 3 日发表 在《科学》杂志上，尚需进一步确认。但如果这些观测是正确的，它们将是帮助天文学家理解宇宙中这些中微子起源的关键一步。而且，令人好奇的是，NGC 1068 与 IceCube 的第一个疑似源截然不同。
中微子是微小的幽灵。据估计，每秒有 100 万亿个 穿过你的身体——几乎没有一个与你身体的原子发生相互作用。与质子和电子等带电粒子不同，中微子不受电磁力的吸引和排斥。中微子的质量如此之小，以至于多年来，物理学家们认为它们根本没有质量。
我们从太空中看到的大多数中微子都来自太阳。但科学家们特别关注那些来自太阳系之外的、更加难以捉摸的中微子。对于天文学家来说，IceCube 代表了一个愿望：如果研究人员能够观测到遥远的中微子，他们就可以利用它们来穿透气体和尘埃云，而这些云层通常是光无法穿透的。
IceCube 的任务是寻找那些能量比任何太阳中微子都高得多的抵达地球的中微子。尽管它位于南极，但 IceCube 实际上专注于探测撞击**北半球**的中微子。IceCube 的探测器试图分辨中微子前进的方向。如果 IceCube 探测到向下指示的粒子，科学家们就很难将它们与持续不断地冲击地球大气的宇宙辐射的强烈干扰区分开来。然而，如果 IceCube 探测到**向上**指示的粒子，科学家们就知道它们来自北方，是在穿过地球本体后才撞击冰封的探测器。
“我们在 2013 年发现了来自宇宙的中微子，”威斯康星大学麦迪逊分校的物理学家 Francis Halzen 说，他是 IceCube 合作项目的成员，也是该论文的作者，“这引发了它们起源于何处的问题。”
找到中微子已经很困难了；找出它们的来源则要难上几个数量级。识别中微子来源需要 painstaking 的数据分析，可能需要数年才能完成。
至关重要的是，这不是 IceCube 的首次识别。2018 年，科学家们将 IceCube 数据与传统望远镜的观测结果进行比对，确定了一个可能的中微子来源，距离我们超过 50 亿光年：TXS 0506+56。TXS 0506+56 是天文学家称为“blazar”（耀变体）的例子：一个遥远的高能星系，其中心有一个黑洞，喷射出直接指向地球的喷流。它响亮、明亮，正是天文学家认为产生中微子的那种天体。
但并非所有人都相信他们已经掌握了全部情况。
“这个解释一直在争论中，”宾夕法尼亚州立大学的物理学家 Kohta Murase 说，他不是这篇新论文的作者。“许多研究人员认为，需要其他类别的来源来解释来自天空中不同方向的高能中微子来源。”
于是，IceCube 的科学家们开始着手工作。他们梳理了 2011 年至 2020 年这九年的 IceCube 观测数据。由于像 TXS 0506+56 这样的耀变体倾向于喷射出大量的伽马射线，研究人员试图将中微子与已知的伽马射线源进行匹配。
结果发现，他们找到的来源并非他们预期的伽马射线源。
NGC 1068（也称为 M77）位于距离我们约 4700 万光年的地方，与我们的银河系并无太大不同。像银河系一样，它呈螺旋状。像银河系一样，它的中心有一个超大质量黑洞。一些天文学家曾怀疑它是中微子来源，但一直缺乏证据。
那个黑洞产生大量天体物理学家称之为宇宙射线的粒子。尽管名字叫“射线”（最先发现它们的人以为是射线），但宇宙射线实际上是超高能的质子和原子核，以接近光速的速度在宇宙中飞行。
但是，与银河系中心的黑洞不同，NGC 1068 的黑洞被厚厚的尘埃和气体面纱所遮蔽，这阻挡了许多原本会出现的伽马射线。天文学家说，这使得关于中微子来源的旧模式变得复杂。“这是关键问题，”Halzen 说。“我们探测到的来源在高能伽马射线中是看不见的。”
当宇宙射线撞击那层遮蔽物时，它们会引发一系列核反应，喷射出中微子。（事实上，宇宙射线 在撞击地球大气层时也会做同样的事情）。因此，NGC 1068 的发现之所以令人兴奋，部分原因在于由此产生的中微子可能为天文学家提供关于这些宇宙射线的信息。
这还不是最终的证据；目前的数据还不足以完全确定。这还需要更多的观测，以及更多年 painstaking 的数据分析。即便如此，Murase 说，其他天文学家可能会搜寻像 NGC 1068 这样的星系，即中心黑洞被遮蔽的星系。
与此同时，其他天文学家认为，高能中微子可能还有更多来源。例如，如果一颗恒星离超大质量黑洞太近，黑洞的引力可能会撕裂恒星，并在过程中释放出中微子。随着天文学家准备寻找中微子，他们也将希望在天空中寻找新的、更多样化的点。
他们很快将不仅仅依赖 IceCube。天文学家们正在为更多高灵敏度中微子探测器奠定基础——或说是“海基”基础：一个 位于西伯利亚贝加尔湖底部，另一个 位于地中海海底。很快，这些探测器也将加入搜寻遥远、长途旅行中微子的行列。
