Finde de mislykkede supernovaer

Pin
Send
Share
Send

Når stjerner med høj masse afslutter deres liv, eksploderer de i monumentale supernovaer. I stedet for foregår implosionen så hurtigt, at reboundet og alle fotoner, der er skabt under det, øjeblikkeligt sluges ind i det nydannede sorte hul. Estimater har antydet, at så meget som 20% af stjerner, der er massive nok til at danne supernovaer, kollapser direkte i et sort hul uden en eksplosion. Disse "mislykkede supernovaer" ville simpelthen forsvinde fra himlen og efterlade sådanne forudsigelser tilsyneladende umulige at verificere. Men et nyt papir undersøger potentialet for neutrinoer, subatomære partikler, der sjældent interagerer med normalt stof, kan undslippe under sammenbruddet og blive opdaget, der indebærer en kæmpes død.

I øjeblikket er kun en supernova blevet påvist af dens neutrinoer. Dette var supernova 1987a, en relativt tæt supernova, der fandt sted i den store magellanske sky, en satellitgalakse til vores egen. Da denne stjerne eksploderede, slap neutrinoerne overfladen af ​​stjernen og nåede detektorer på Jorden tre timer før stødbølgen nåede overfladen og frembragte en synlig lysning. På trods af udbrudets enorme størrelse blev der kun opdaget 24 neutrinoer (eller mere præcist elektronantiretino-neutrinoer) mellem tre detektorer.

Jo længere væk en begivenhed er, jo mere vil dens neutrinoer blive spredt, hvilket igen reducerer fluxen ved detektoren. Med nuværende detektorer er forventningen, at de er store nok til at opdage supernovae-begivenheder omkring en hastighed på 1-3 pr. Århundrede, der alle stammer fra Mælkevejen og vores satellitter. Men som med de fleste astronomi, kan detekteringsradiusen øges med større detektorer. Den nuværende generation anvender detektorer med masser i størrelsesordenen kiloton detekteringsvæske, men foreslåede detektorer vil øge dette til megaton og skubbe detekteringsområdet til så meget som 6,5 millioner lysår, hvilket ville omfatte vores nærmeste store nabo, Andromeda-galaksen . Med sådanne forbedrede kapaciteter forventes detektorer at finde neutrino-burst i størrelsesordenen en gang pr. Årti.

Forudsat at beregningerne er korrekte, og at 20% af supernova imploderer direkte, betyder dette, at sådanne gargantuanske detektorer kunne detektere 1-2 mislykkede supernovaer pr. Århundrede. Heldigvis forbedres dette lidt på grund af den ekstra masse af stjernen, hvilket ville gøre begivenhedens samlede energi højere, og selvom dette ikke ville undslippe som lys, ville det svare til et øget neutrino-output. Således kunne detektionsfæren skubbes ud til potentielt 13 millioner lysår, som ville inkorporere adskillige galakser med høje hastigheder på stjernedannelse og følgelig supernoave.

Selvom dette giver potentialet for påvisning af mislykkede supernovaer på radaren, er der stadig et større problem. Sig neutrino-detektorer, der registrerer et pludseligt udbrud af neutrinoer. Med typiske supernovaer ville denne detektion hurtigt blive fulgt med den optiske detektion af en supernova, men med en mislykket supernova ville opfølgningen være fraværende. Neutrino burst er begyndelsen og slutningen af ​​historien, som ikke oprindeligt positivt kunne definere en sådan begivenhed, der adskiller sig fra andre supernovaer, såsom dem, der danner neutronstjerner.

For at drille de subtile forskelle modellerede teamet supernovaerne for at undersøge de involverede energier og varigheder. Når man sammenligner mislykkede supernovaer med dem, der danner neutronstjerner, forudsagde de, at de mislykkede supernovaerneutrino-burst ville have kortere varighed (~ 1 sekund) end dem, der danner neutronstjerner (~ 10 sekunder). Derudover ville den energi, der tilføres i kollisionen, der udgør detekteringen, være højere for mislykkede supernovaer (op til 56 MeV vs 33 MeV). Denne forskel kan potentielt skelne mellem de to typer.

Pin
Send
Share
Send

Se videoen: The Last Star in the Universe Red Dwarfs Explained (Juni 2024).