去年9月22日，深藏在地球南極冰層中的感測器接收到一個訊號：一顆高能「微中子」激發出藍光。但全球天文學界立刻總動員，調集各個波長的天文望遠鏡支援，鎖定40億光年外的獵戶座，找到這顆高能微中子誕生的地方，並且證明它就是宇宙射線的「加速器」！
宇宙中的幽靈催生「高能微中子天文學」
這發現看似虛無飄渺，但卻非常重要，為人類對宇宙的觀測、對物理學基本原則的探索開啟了新視野，論文登上美國《科學》（Science）期刊，代表「高能微中子天文學」（high-energy neutrino astronomy）從此誕生。
微中子（neutrino）極小極輕（電子的100萬分之1），不帶電荷，幾乎不與任何物質互動，極難偵測，科學家形容為「幽靈粒子」（ghost particle）。不過也正因如此，對於許多發生在宇宙深處的劇烈、複雜、混亂現象，微中子可以扮演忠實的「信使」（messenger），帶來極為珍貴的訊息，並且協助我們追查宇宙射線（cosmic ray）的起源與行蹤。
獵戶座的「耀變體」，伴隨「宇宙射線」的微中子
這顆跨越40億光年造訪地球的微中子，來自獵戶座（Orion）「右肩」的一個「耀變體」（blazar）「TXS 0506+056」，它是一個密度極高的活躍星系核（AGN），中間有一個超大質量黑洞，在40億年前發生伽瑪射線爆發（gamma-ray burst，GRB），向外發射兩道宇宙射線，呈現為無線電波、X射線與可見光，當然，其中也有微中子。光線（電磁波）會被阻擋，重力波會被扭曲，只有微中子有機會暢行無阻，它不但是位使者，而且是位「不會迷路的使者」。
換言之，這顆微中子40億年前出發時，我們的太陽還相當年輕，地球才粗具雛形。在它旅行的40億年間，地球孕育出生命，幾度興盛又幾度滅絕，並且出現「智人」（Homo sapiens）這個物種，發展出先進的文明與科技，能夠在浩瀚無垠的太空之中「捕捉」一顆極其微小又極其重要的基本粒子。
這並不是人類第一次偵測到微中子，也不是第一次確認其來源，但之前已知的兩個來源──太陽與「SN 1987A」超新星──都近在咫尺（以宇宙尺度而言），而且產生的都是低能量微中子。相較之下，這顆微中子不但是有朋自遠方來，而且能量是太陽微中子的數百萬倍，代表完全不同性質的誕生過程，對人類而言是首度大開眼界。
極高能量的宇宙射線從何而來？高能微中子透露線索
另一方面，標定高能微中子的來源，對於宇宙射線的研究至關重要。科學家早在1912年就偵測到宇宙射線，但是一直無法參透：這種極高能量的粒子流是如何產生？原因在於宇宙射線帶有電荷，行進路徑會被磁場（例如地球的磁場）偏移，其來源難以確認。現在科學家能夠判定高能微中子是來自何方，和它相伴相生的宇宙射線「身世」也將無所遁形。
