近日，中国科学院上海天文台安涛研究员带领的团队利用甚长基线干涉测量技术（Very Long Baseline Interferometry, VLBI）探究了特殊潮汐撕裂事件AT2019dsg中高能中微子可能的产生机制，给出了目标源的射电余辉辐射模型，估算出其外流速度约为0.1倍光速，为该天体事件的物理和几何属性提供了约束条件。该研究结果扩大了多信使天体研究范围，并证明强大的相对论喷流所提供的加速并不一定是银河系外高能中微子产生的机制。相关研究结果发表在《天体物理学报》上。 

　　宇宙中高能天体物理中微子（0.1-1 PeV）的发现^[1]，开创了多信使天文学的新发展方向，并引发天文学家对其可能来源的假设和猜想。当前研究观测表明，高能中微子的产生与耀变体的中央黑洞活动以及喷流都有很高的关联性。另外，科学家们还推测了河外高能中微子的其他可能来源，其中潮汐撕裂事件（Tidal Disruption Event, TDE）是典型的可能来源之一。天文学家假设，在高吸积率的TDE中，所产生的高速外流能够将质子或者原子核加速到超高能量，这个过程中可能会产生中微子^[2,3]。 

　　2019年4月4日，兹维基暂现源监测站（Zwicky Transient Facility，ZTF）在光学波段首次发现了潮汐撕裂事件AT2019dsg^[4]。2019年10月1日，冰立方中微子观测站（IceCube）宣布在AT2019dsg方向上探测到中微子，使得AT2019dsg的关注度得到极大提升。这些观测结果的发布引起了上海天文台安涛团队的密切关注。为了探究AT2019dsg外流的物理特征和其中的高能中微子物理起源等问题，安涛团队于2019年至2020年期间连续向欧洲VLBI网（The European VLBI Network, EVN）提交了两轮观测申请，获得三次观测，观测间隔为四个月。在这三次观测中，研究团队运用高分辨率的观测数据来探究AT2019dsg的射电辐射，旨在监测其射电结构的亮度和结构演变，判断相对论喷流是否存在，并为辨别潮汐撕裂事件特性和解决外流与中微子的关联提供关键线索。 

　　由于AT2019dsg的射电辐射十分微弱且辐射区非常致密，研究团队使用了VLBI相位参考观测技术。该技术可以准确定位天体辐射的源头位置。通过跟踪多次观测中辐射峰值的位置变化，科学家可以测量潮汐撕裂事件外流的运动速度（当外流速度快时，可给出明确的外流速度；当外流速度慢时，可给出外流速度变化的范围限制）。研究团队分析了三次EVN观测的数据，发现辐射峰值的位置没有明显变化（如图1），这表明在观测的时间段内，外流没有达到相对论速度。因此研究团队利用EVN数据及以往数据，构建出射电余辉的辐射研究模型，并从中估算出外流速度约为0.1倍光速，这与VLBI观测得到的亚相对论外流的结论是一致的。结合AT2019dsg爆发初期的观测结果，本次研究表明虽然在爆发初期可能存在一个高度相对论性的外流，但外流在向外运动过程中与周围致密的星际介质相互作用，并因此产生减速。研究团队还预测，AT2019dsg中解体恒星的质量大约是太阳质量的2倍，而且外流物的底部为高能宇宙射线质子和中微子的产生以及加速提供了合适的物理条件。同时，该研究结果扩大了多信使（电磁波、宇宙射线、中微子、引力波）天体的研究范围，并间接表明，与来自耀变体TXS 0506+056的高能中微子的情况相比，潮汐撕裂事件中银河系外中微子的产生不一定需要强大的相对论喷流所提供的加速机制。 

图1.(a)-(c)为目标源的三次高分辨率观测数据的成图结果。可以看出，目标源在EVN观测中仍呈现为未分辨的致密结构。每一个图像左下角为相干图像的波束形态(beam)，目标辐射区域与beam形态越接近说明目标源越致密；右下图为三次观测中辐射区域绝对位置的测量结果，显示了三个历元中目标辐射区相对位置的变化情况。彩色棱形点和十字线代表了每次观测的位置及其测量误差值，其外部的椭圆代表了每次观测的beam形态。黑色棱形点和十字线代表了三次观测中辐射位置的中位数及其误差。红色圆虚线代表了综合三次测量结果所得到的目标源位置的最大可能变化范围，黑色圆虚线为所测得目标源位置的三倍误差范围，科学研究中通常以此来显示测量结果的可靠程度，这些测量结果是估算外流速度的重要依据。 

论文链接：https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/ac4cb2 

科学联系人：安涛，中国科学院上海天文台，antao@shao.ac.cn 

[1].IceCube Collaboration "Evidence for High-Energy Extraterrestrial Neutrinos at the IceCube Detector". Science, 2013, 342: 1242856 

[2].Wang, X.-Y., Liu, R.-Y., Dai, Z.-G., & Cheng, K. S. "Probing the tidal disruption flares of massive black holes with high-energy neutrinos". Physical Review D, 2011, 84: 081301 

[3].Dai, L. & Fang, K. Can tidal disruption events produce the IceCube neutrinos? Mon. Not. R. Astron. Soc. 469 1354–1359 (2017).  

[4].Stein, R. IceCube-191001A - IceCube observation of a high-energy neutrino candidate event. GCN Circular 25913 (2019).