Ebaõnnestunud supernoovade leidmine

Pin
Send
Share
Send

Kui suured massitähed oma elu lõpetavad, plahvatavad nad monumentaalsetes supernoovades. Selle asemel toimub plahvatus nii kiiresti, et tagasilöök ja kõik selle käigus tekkinud footonid neelatakse kohe vastloodud musta auku. Hinnangute kohaselt variseb 20% tähtedest, mis on piisavalt massiivsed, et moodustada supernoovad, variseda otse musta auku ilma plahvatuseta. Need ebaõnnestunud supernoovad kaovad lihtsalt taevast, jättes sellised ennustused võimatuks. Kuid uues artiklis uuritakse neutrinode, alaaatomsete osakeste, mis harva interakteeruvad normaalse ainega, potentsiaali põgeneda kokkuvarisemise ajal ja need avastada, kuulutades hiiglase surma potentsiaali.

Praegu on selle neutriinode abil tuvastatud ainult üks supernoova. See oli supernoova 1987a, suhteliselt lähedane supernoova, mis leidis aset Suures Magellaani pilves, mis on meie enda satelliidigalaktika. Kui see täht plahvatas, pääsesid neutriinod tähe pinnalt ja jõudsid Maa detektoriteni kolm tundi enne lööklaine pinnale jõudmist, tekitades nähtava heleduse. Vaatamata purse tohutule leiule tuvastati kolme detektori vahel vaid 24 neutriino (või täpsemalt elektronide anti-neutriino).

Mida kaugemal on sündmus, seda enam jagunevad selle neutriinod laiali, mis omakorda vähendab detektori voogu. Praeguste detektorite puhul on oodata, et need on piisavalt suured, et tuvastada Supernovae sündmusi kiirusega 1–3 sajandiku kohta, mis kõik pärinevad Linnuteelt ja meie satelliitidelt. Kuid nagu enamiku astronoomiate puhul, saab suuremate detektoritega tuvastamisraadiust suurendada. Praegune põlvkond kasutab detektoreid, mille mass on suurusjärgus kilovatone vedeliku tuvastamiseks, kuid kavandatud detektorid suurendaksid seda megatonideni, lükates tuvastatavuse sfääri koguni 6,5 miljoni valgusaastani, mille hulka kuulub ka meie lähim suur naaber, Andromeda galaktika. . Selliste täiustatud võimaluste korral peaksid detektorid eeldama neutriinopurske üks kord kümne aasta jooksul.

Kui arvutused on õiged ja 20% supernoovast implanteerub otse, tähendab see, et sellised suurejoonelised detektorid suudavad tuvastada 1-2 ebaõnnestunud supernoovat aastas. Õnneks on see tähe lisamassi tõttu pisut paranenud, mis muudaks sündmuse koguenergia suuremaks ja kuigi see valguse eest ei pääseks, vastaks see suurenenud neutriino väljundile. Seega võiks tuvasfääri suruda potentsiaalselt 13 miljonile valgusaastale, mis hõlmaks mitmeid galaktikaid, millel on suur tähtede moodustumise kiirus ja sellest tulenevalt supernoovid.

Ehkki see võimaldab radaril tuvastada ebaõnnestunud supernoovasid, püsib suurem probleem. Ütle, et neutriinodetektorid registreerivad neutriinode äkilise purske. Tüüpiliste supernoovade korral järgitakse seda tuvastamist kiiresti supernoova optilise tuvastamisega, kuid ebaõnnestunud supernoova korral järelkontroll puudub. Neutriinipurse on loo algus ja lõpp, mis ei osanud esialgu positiivselt määratleda sellist sündmust, mis erineb teistest supernoovadest, näiteks need, mis moodustavad neutrontähti.

Peente erinevuste peletamiseks modelleeris meeskond supernoovad, et uurida kaasnevaid energiaid ja kestusi. Kui võrrelda ebaõnnestunud supernoovasid neutrontähti moodustavatega, ennustasid nad, et ebaõnnestunud supernoovade neutrinopurske kestus on lühem (~ 1 sekund) kui neutronitähti moodustavatel (~ 10 sekundit). Lisaks oleks tuvastuse teinud kokkupõrkes eralduv energia ebaõnnestunud supernoovade korral suurem (kuni 56 MeV vs 33 MeV). See erinevus võib potentsiaalselt eristada kahte tüüpi.

Pin
Send
Share
Send