宇宙中最擅長隱身的粒子，非中微子莫屬，它幾乎沒有質量，不帶電荷，以接近光速的速度穿行，哪怕穿過整顆地球也幾乎不會和任何原子碰撞，所以我們也稱它為幽靈粒子。

每時每刻，都會有上萬億顆中微子穿過我們的身體，我們卻毫無察覺，也正因為這種特性，人類雖然發現中微子已有近70年，卻始終沒能找全它們在宇宙中的源頭——尤其是能量高達數百萬億電子伏的高能中微子，它們的誕生地一直是天體物理學的核心謎題。

2021年9月，位于南極冰層下的冰立方中微子天文臺捕捉到了一顆能量極高的中微子，編號為IC 210922A，能量達到了750萬億電子伏（750 TeV）。

這是當年最受關注的中微子事件之一，天文學家迅速調動全球各地的望遠鏡，在它傳來的方向上尋找對應天體。

按照以往的經驗，高能中微子往往和劇烈爆發現象綁定：比如伽馬射線暴、黑洞撕碎恒星的潮汐瓦解事件、超新星爆發，或是擁有強大噴流的活動星系核。

但奇怪的是，從光學、X射線到伽馬射線，多個波段的搜尋都一無所獲，沒有任何已知的劇烈天體和這顆中微子的位置吻合。

常規的答案都不對，所以線索到底藏在哪里呢？

一支國際研究團隊把目光投向了亞毫米波段。

如果中微子來自一個被厚厚塵埃包裹的星系，那么它發出的光學、伽馬射線輻射都會被塵埃擋住，只有波長更長的亞毫米波能穿透塵埃，被我們的望遠鏡捕捉到。

于是他們用夏威夷的詹姆斯·克拉克·麥克斯韋望遠鏡，對中微子的定位區域做了亞毫米波掃描，最后果然有了收獲：在90%概率的中微子位置范圍內，出現了一個格外明亮的亞毫米波源。

研究團隊給它起了個形象的昵稱——暗影爆破星系，正式編號為JCMT0402?0424。

該研究于2026年6月17日發表在《自然天文學》上。

這次的發現會不會只是巧合呢？

天文學家計算后發現，在這么大的一片天區里，隨機出現一個同等亮度的亞毫米波星系的概率還不到1%，部分統計結果甚至低至0.3%，后續用亞毫米波陣列做的更精準定位，進一步縮小了位置誤差，兩者的吻合度越來越高。

但真正的驚喜來自智利的阿塔卡馬大型毫米/亞毫米波陣列：當分辨率提升到足夠高時，天文學家發現這個星系根本不是一個單點，而是被拆成了四個清晰的亮斑與延展光弧。

這是典型的強引力透鏡現象。

在我們和這個遙遠星系之間，剛好隔著另一個更近的星系，這個前景星系的引力像一面天然放大鏡，把背景星系的光線折彎、放大，最終在我們眼中呈現出四個扭曲的像。

借助透鏡模型，天文學家可以去掉這層放大效果，還原出背景星系的真實模樣。

計算結果顯示，暗影爆破星系的紅移為2.988，這意味著，它發出的光在宇宙中穿行了約115億年才抵達地球，對應的是宇宙誕生僅約22億年的時期，正處于恒星形成活動最鼎盛的“宇宙正午”階段。

這個星系的恒星爆發核心極其緊湊，有效半徑只有約1700光年，里面塞滿了稠密的分子氣體和塵埃，正以每年270到470倍太陽質量的速度瘋狂孕育新恒星，是典型的極端星暴星系。

那為什么這樣的星系會產生高能中微子？

道理其實很簡單：劇烈的恒星形成環境會催生大量超新星爆發，再加上恒星星風激波、星際超級氣泡、湍流再加速等多種過程，共同把質子加速到極高能量，變成宇宙線。

在這個致密的氣體核心里，宇宙線很難逃逸出去，會反復和稠密的氣體質子發生碰撞，碰撞會產生不穩定的介子，而介子衰變的產物里，就有高能中微子。

這種環境接近“宇宙線量熱器”的理想狀態，大部分宇宙線的能量都會耗散在星系內部，高效地產出中微子。

更關鍵的是，天文學家沒有在這個星系里找到活躍超大質量黑洞主導的證據：在當前儀器的探測靈敏度下，沒有觀測到明亮的X射線和伽馬射線輻射，分子氣體的運動速度約為每秒400到500公里，遠窄于活動星系核驅動的上千公里每秒的高速分子外流，符合典型星暴星系的特征。

這意味著，哪怕沒有黑洞噴流這種超級加速器，僅靠恒星形成的劇烈環境，也能產生我們觀測到的高能中微子。

當然，僅憑單個星系還不足以解釋宇宙中無處不在的高能中微子背景。

暗影爆破星系能被我們發現，很大程度上是沾了引力透鏡的光，它的延展結構亮度被放大了約12倍，最致密的核心區域甚至被放大了近27倍。

如果沒有這面宇宙放大鏡，這么遠的星系我們根本看不清。

但這類致密星暴星系在宇宙正午時期數量很龐大。

研究團隊估算，盡管單個星系的中微子產出不算高，但把全宇宙的這類星系加起來，在30萬億電子伏到千萬億電子伏的能量范圍內，它們可以貢獻約15%的彌散高能中微子背景，最高占比不超過20%。

這是一個不可忽視的比例，說明恒星形成的鼎盛時代，同時也是宇宙批量生產高能中微子的重要時期。

目前，暗影爆破星系仍然是IC 210922A事件最可信的電磁對應體候選，而非板上釘釘的結論。

但它已經為我們打開了一扇新的大門：高能中微子的起源，不止有劇烈的爆發和狂暴的黑洞，還有宇宙中那些默默孕育恒星的塵埃星系。

未來，隨著更大視場的亞毫米波望遠鏡投入使用，我們或許會找到更多這樣隱藏在塵埃里的中微子工廠，一步步拼湊出宇宙幽靈粒子的完整起源圖景。