Iskanje neuspelih supernov

Pin
Send
Share
Send

Ko zvezde z visoko maso končajo življenje, eksplodirajo v monumentalnih supernovah. Namesto tega se implozija zgodi tako hitro, da se odboj in vsi fotoni, ustvarjeni med njim, takoj pogoltnejo v novo nastalo črno luknjo. Ocene kažejo, da se kar 20% zvezd, ki so dovolj masivne, da tvorijo supernove, zruši neposredno v črno luknjo brez eksplozije. Te "neuspešne supernove" bi preprosto izginile z neba in takšnih napovedi na videz nemogoče preveriti. Toda nov papir raziskuje možnost nevtinov, subatomskih delcev, ki le redko posegajo po normalni materiji, bi lahko med propadom pobegnili in ga odkrili, kar napoveduje smrt velikana.

Trenutno so njeni nevtrini odkrili le eno supernovo. To je bila supernova 1987a, sorazmerno tesna supernova, ki se je zgodila v Velikem Magellanskem oblaku, naši satelitski galaksiji. Ko je ta zvezda eksplodirala, so nevtrini pobegnili na površino zvezde in tri ure, preden je udarna vala dosegla površje, dosegli detektorje na Zemlji, kar je povzročilo vidno svetlenje. Kljub velikosti izbruha pa so med tremi detektorji odkrili le 24 nevtrinov (ali natančneje, elektronskih nevtrotinov).

Čim dlje se dogaja, tem bolj se bodo razpršili njegovi nevtrini, kar posledično zmanjšuje pretok na detektorju. Pri sedanjih detektorjih pričakujemo, da so dovolj veliki, da odkrijejo dogodke supernov približno 1-3 na stoletje, vsi izvirajo iz Mlečne poti in naših satelitov. Toda kot pri večini astronomije se lahko polmer zaznave poveča z večjimi detektorji. Trenutna generacija uporablja detektorje z maso na vrstni red kilotonov zaznavanja tekočine, vendar bodo predlagani detektorji to povečali na megatone, kar bi potisnilo sfero zaznavnosti na kar 6,5 milijona svetlobnih let, kar bi vključevalo tudi našega najbližjega velikega soseda, galaksijo Andromeda . S tako izboljšanimi zmožnostmi bi od detektorjev pričakovali, da bodo enkrat na desetletje odkrili nevtrinske razpoke.

Če predpostavimo, da so izračuni pravilni in da 20% supernove vsrka neposredno, to pomeni, da bi takšni gargantuanski detektorji lahko odkrili 1-2 neuspele supernove na stoletje. Na srečo se to nekoliko poveča zaradi dodatne mase zvezde, zaradi katere bi skupna energija dogodka višja, in čeprav ta ne bi ušel kot svetloba, bi ustrezalo povečanemu nevtrinskemu izhodu. Tako bi lahko zaznavno sfero potisnili na potencialno 13 milijonov svetlobnih let, ki bi vključevale več galaksij z visokimi stopnjami tvorjenja zvezd in posledično tudi nadnaravnega.

Čeprav to postavlja radar možnosti za odkritje neuspelih supernov, pa ostaja večji problem. Recimo, da detektorji nevtrinov beležijo nenadno porušitev nevtrinov. Pri značilnih supernovah bi temu odkritju hitro sledilo optično odkrivanje supernove, pri neuspeli supernovi pa bi bilo nadaljnje spremljanje odsotno. Nevtronski razpok je začetek in konec zgodbe, ki takšnega dogodka sprva ni mogel pozitivno opredeliti kot drugačnega od drugih supernov, kot so tisti, ki tvorijo nevtronske zvezde.

Da bi odpravili subtilne razlike, je ekipa modelirala supernove za pregled vpletenih energij in trajanj. Ko so primerjali neuspele supernove s tistimi, ki tvorijo nevtronske zvezde, so predvidevali, da bodo spodletele nevtronske izbruhe supernov krajšale (~ 1 sekundo) od tistih, ki tvorijo nevtronske zvezde (~ 10 sekund). Poleg tega bi bila energija, ki se daje pri trčenju, ki tvori zaznavo, večja za neuspele supernove (do 56 MeV proti 33 MeV). Ta razlika bi lahko razlikovala med obema vrstama.

Pin
Send
Share
Send

Poglej si posnetek: Maska demokracije Neuspela tranzicija v Sloveniji slovenska verzija (Junij 2024).