Epäonnistuneiden supernovien löytäminen

Pin
Send
Share
Send

Kun suuret joukotähdet lopettavat elämänsä, ne räjähtää monumentaalisissa supernovoissa. Sen sijaan räjähdys tapahtuu niin nopeasti, että rebound ja kaikki sen aikana syntyvät fotonit nielautuvat välittömästi vasta muodostuvaan mustaan ​​reikään. Arvioiden mukaan jopa 20% tähtiä, jotka ovat riittävän massiivisia supernoovien muodostamiseksi, romahtavat suoraan mustaan ​​reikään ilman räjähdystä. Nämä ”epäonnistuneet supernoovat” katoavat vain taivaalta jättäen tällaiset ennusteet näyttämään mahdottomilta todentaa. Mutta uudessa artikkelissa tutkitaan mahdollisuutta neutriinoille, alaatomisille hiukkasille, jotka ovat harvoin vuorovaikutuksessa normaalin aineen kanssa, voisivat paeta romahduksen aikana ja havaita, johtaen jättiläisen kuolemaan.

Tällä hetkellä vain yksi supernova on havaittu sen neutriinoista. Tämä oli supernova 1987a, suhteellisen läheinen supernova, joka tapahtui Suuressa Magellanin pilvessä, joka on omien satelliittien galaksi. Kun tämä tähti räjähti, neutriinot pakenivat tähden pinnalta ja saavuttivat ilmaisimia maan päällä kolme tuntia ennen kuin iskuaalto saavutti pinnan tuottaen näkyvän kirkkauden. Huolimatta purkauksen valtavuudesta, kolmen ilmaisimen välillä havaittiin vain 24 neutriinoa (tai tarkemmin sanottuna elektronin vastaisia ​​neutriinoja).

Mitä kauempana tapahtuma on, sitä enemmän sen neutriinoja leviää, mikä puolestaan ​​vähentää ilmaisimen vuota. Nykyisillä ilmaisimilla odotetaan, että ne ovat riittävän suuria havaitsemaan supernoovatapahtumat, joiden nopeus on noin 1–3 vuodessa, kaikki lähtöisin Linnunradan ja satelliitteidemme sisäpuolelta. Mutta kuten useimmissa tähtitieteissä, havaitsemissädettä voidaan lisätä suuremmilla ilmaisimilla. Nykyinen sukupolvi käyttää ilmaisimia, joiden massat ovat kilotonnin luokkaa havaitsevia nesteitä, mutta ehdotetut ilmaisimet kasvattaisivat sen megatonkeiksi, jolloin havaittavuuspiiri nostetaan jopa 6,5 ​​miljoonaan valovuoteen, johon kuuluu lähin iso naapurimme, Andromedan galaksi. . Tällaisilla parannetuilla ominaisuuksilla detektorien odotetaan löytävän neutriinopurskeita luokkaa kerran vuodessa.

Olettaen, että laskelmat ovat oikein ja että 20% supernoovasta räjähtää suoraan, tämä tarkoittaa, että tällaiset gargantuaaliset ilmaisimet voisivat havaita 1-2 epäonnistunutta supernoovaa vuosisataa kohti. Onneksi tämä on hiukan parantunut tähden ylimääräisen massan ansiosta, mikä lisäisi tapahtuman kokonaisenergiaa, ja vaikka tämä ei paeta valona, ​​se vastaisi lisääntynyttä neutriinoa. Siten havaitsemispallo voitaisiin työntää pois potentiaalisesti 13 miljoonaan valovuoteen, joka käsittäisi useita galakseja, joilla on suuri tähdenmuodostumisnopeus, ja siten supernavea.

Vaikka tämä antaa mahdollisuuden havaita epäonnistuneet supernoovat tutkalla, suurempi ongelma on edelleen. Sano, että neutriinodetektorit tallentavat neutriinojen äkillisen purskeen. Tyypillisillä supernovoilla tämä ilmaisu seuraisi nopeasti supernoovan optisella havainnoinnilla, mutta epäonnistuneen supernoovan kanssa seuranta puuttuisi. Neutriinipurske on tarinan alku ja loppu, joka ei alun perin voinut positiivisesti määritellä tällaista tapahtumaa erilaiseksi kuin muut supernoovat, kuten ne, jotka muodostavat neutronitähtien.

Houkuttaakseen hienoiset erot joukkue mallitsi supernoovat tutkimaan mukana olevat energiat ja kestot. Kun verrataan epäonnistuneita supernoovia neutronitähtien muodostaviin, he ennustivat, että epäonnistuneiden supernovien neutrinopurskeiden kesto olisi lyhyempi (~ 1 sekunti) kuin neutronitähtien muodostavien (~ 10 sekuntia). Lisäksi törmäyksessä syntyvä energia, joka muodostaa havainnon, olisi korkeampi epäonnistuneille supernovoille (korkeintaan 56 MeV vs. 33 MeV). Tämä ero voisi mahdollisesti erottaa nämä kaksi tyyppiä.

Pin
Send
Share
Send