[导语]

一项最新研究显示，一颗距地约110亿光年的尘埃星暴星系JCMT0402-0424，极有可能是2021年探测到的高能中微子事件IC 210922A的来源。该结果由MITOS科学公司宇田裕司领导的国际团队提出，并发表于《自然天文学》杂志。

高能中微子来源长期未解

高能天体物理中微子的起源问题长期悬而未决。尽管各类观测设施对单个中微子事件展开快速电磁波段跟进，但能够明确对应到具体电磁源的个案仍然十分罕见。

理论认为，在宇宙“正午”时期（红移约 z≈1–4），大量尘埃包裹的剧烈恒星形成星系是天然的宇宙射线“热量计”，有条件产生高能中微子。然而，这类尘埃形成恒星星系与中微子之间的观测关联此前并不清晰。

IC 210922A触发全球多波段跟进

2021年，位于南极的美国国家科学基金会（NSF）IceCube中微子天文台向天文学界发布警报，报告来自波江座方向的高能中微子事件IC 210922A。

警报发出后，多支科研团队动用多种望远镜和仪器，在伽马射线、X射线和光学等多个波段开展快速跟进观测，试图寻找与该中微子事件相对应的电磁信号，以锁定潜在源天体。

现有报告显示，这些团队未在警报相关区域内发现有说服力的伽马射线、X射线或光学对应体，也未探测到与该事件相关的伽马射线暴、超新星或潮汐破坏事件。

发现“影子爆破者”：引力透镜后的尘埃星暴星系

在初始警报发出几天后，宇田裕司团队启动了詹姆斯·克拉克·麦克斯韦望远镜（JCMT）和亚毫米阵列（SMA）的后续观测。在IceCube给出的定位区域内，他们发现了一颗尘埃形成恒星星系JCMT0402-0424。

该星系位于红移 z=2.988，对应距离约110亿光年，是一颗紧凑核尘埃星暴星系，并呈现四重引力透镜结构。其位置落在IC 210922A事件90%置信包含区域内，亮度和性质使其成为该中微子事件的有力候选源。研究团队为其取了昵称“影子爆破者”。

为进一步解析这一星系，团队组织了阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）的跟进观测。结果显示，“影子爆破者”位于一颗前景星系产生的强引力透镜之后。

研究人员指出，正是这种引力透镜效应，使得他们得以在极高红移下解析该星系的内部结构；若无透镜放大，这一遥远且本身较暗的星系难以被如此详细地研究。

双子座望远镜约束透镜星系性质

要正确利用引力透镜效应并评估其对中微子信号的放大程度，研究团队首先需要掌握前景透镜星系的距离、性质及质量分布。

为此，天文学家使用了双子座北望远镜上的两台仪器：双子座多目标光谱仪（GMOS）和双子座近红外光谱仪（GNIRS）。

宇田裕司表示，GMOS和GNIRS的联合数据帮助团队测量了透镜星系的距离，并确认其为一颗巨大的椭圆星系。这些信息被用于估算透镜的质量分布并构建引力透镜模型，为后续分析“影子爆破者”的真实物理性质提供关键约束。

早期宇宙星暴星系与中微子关联线索

研究指出，大约在100亿年前，宇宙中充满了类似JCMT0402-0424的活跃恒星形成星系。理论模型认为，这一时期的星系会产生大量宇宙射线，而宇宙射线作为高能粒子流，可在与周围物质和辐射相互作用时产生中微子。

然而，这类星系通常距离遥远且被厚重尘埃深度遮蔽，使得将单个高能中微子事件与具体远方星系直接对应的观测证据极难获得。

研究团队指出，“影子爆破者”恰好位于引力透镜之后，为寻找这类关联提供了有利条件。宇田裕司称，该星系拥有理论模型长期预期的、能够高效产生高能中微子的致密富气环境。结合此前广泛的多波段跟进搜索未发现更有力候选源的事实，团队认为，“影子爆破者”是IC 210922A最合理的源头候选。

论文指出，如果这一关联在未来得到确认，“影子爆破者”将成为首个被直接与高能中微子事件联系起来的尘埃星暴星系。

或为弥散中微子背景的重要组成

研究还对类似“影子爆破者”的紧凑星暴星系群体在宇宙高能中微子背景中的潜在贡献进行了估算。团队分析认为，这类星系在宇宙中可能数量众多，作为一个整体，它们或许在IceCube观测到的弥散高能中微子背景中占据显著比例。

宇田裕司表示，团队的分析结果显示，这一星系群体可能贡献了IceCube探测到的弥散中微子背景总量的大约20%。

相关研究成果以题为《宇宙正午时期的紧凑尘埃星暴与高能中微子相关》的论文，于2026年6月17日在线发表于《自然天文学》，论文编号为 Y. Urata 等，doi: 10.1038/s41550-026-02884-9。