Pronalaženje neuspjelih supernova

Pin
Send
Share
Send

Kad zvijezde velike mase završe svoj život, eksplodiraju u monumentalnim supernovama. Umjesto toga, implozija se događa tako brzo da se odbojnik i svi fotoni stvoreni tijekom njega odmah progutaju u novoformiranu crnu rupu. Procjene govore da se čak 20% zvijezda koje su dovoljno masivne da se formiraju supernove izravno uruši u crnu rupu bez eksplozije. Te „propale supernove“ jednostavno bi nestale s neba ostavljajući takve predviđanja naizgled nemoguće provjeriti. No, novi rad istražuje potencijal neutrina, subatomskih čestica koje rijetko u interakciji s normalnom materijom, mogu pobjeći tijekom kolapsa i biti otkrivene, najavljujući smrt diva.

Trenutno su samo neutrali otkrili samo jednu supernovu. Ovo je bila supernova 1987a, relativno bliska supernova koja se dogodila u Velikom Magelanskom oblaku, našoj satelitskoj galaksiji. Kada je ova zvijezda eksplodirala, neutrini su pobjegli s površine zvijezde i stigli do detektora na Zemlji tri sata prije nego što je udarni val stigao na površinu, proizvodeći vidljivo svjetlije. Ipak, unatoč ogromnoj erupciji, između 24 detektora detektirano je samo 24 neutrina (točnije elektronskih anti-neutrina).

Što se događaj što je dalje, to će se više raspršiti njegovi neutrini, što zauzvrat, smanjuje protok na detektoru. S trenutnim detektorima očekuje se da su oni dovoljno veliki da otkrivaju događaje supernove sa brzinom od 1-3 po stoljeću, a sve potječu iz Mliječnog puta i naših satelita. No kao i kod većine astronomija, radijus otkrivanja može se povećati većim detektorima. Sadašnja generacija koristi detektore s masom u redoslijedu od kilotona za otkrivanje tekućine, ali predloženi detektori povećali bi to na megatone, gurnuvši sferu otkrivanja na čak 6,5 milijuna svjetlosnih godina, što bi uključivalo i našeg najbližeg velikog susjeda, galaksiju Andromeda , Uz tako poboljšane mogućnosti, od detektora bi se očekivalo da pronađu pražnjenje neutrina jednom od desetljeća.

Pod pretpostavkom da su proračuni tačni i da 20% supernove direktno implodira, to znači da bi takvi gargantuanski detektori mogli detektirati 1-2 propale supernove po stoljeću. Srećom, ovo je malo pojačano zbog dodatne mase zvijezde, koja bi povećala ukupnu energiju događaja, a iako ovo ne bi pobjeglo kao svjetlost, odgovaralo bi povećanom neutrinu. Tako bi se detekcijska sfera mogla potisnuti na potencijalno 13 milijuna svjetlosnih godina, u koje bi bile ugrađene nekoliko galaksija s visokim stopama stvaranja zvijezda, a samim tim i prenapadno.

Iako ovo stavlja potencijal na otkrivanje propalih supernova na radaru, ostaje još veći problem. Recimo da detektori neutrina bilježe nagli prasak neutrina. S tipičnim supernovama, ovo bi otkrivanje brzo slijedilo optičkom detekcijom supernove, ali s neuspjelim supernovama, praćenje izostalo bi. Neutrino pucanje je početak i kraj priče, koji u početku nije mogao pozitivno definirati takav događaj drugačiji od ostalih supernova, poput onih koji tvore neutronske zvijezde.

Kako bi otkrijeli suptilne razlike, tim je modelirao supernove kako bi ispitao energije i trajanja. Usporedivši neuspjele supernove s onima koje formiraju neutronske zvijezde, predviđali su da će neuspjeli raspršeni neutrini supernove imati kraće trajanje (~ 1 sekundu) od onih koje tvore neutronske zvijezde (~ 10 sekundi). Uz to, energija koja se daje prilikom sudara koji čini otkrivanje bila bi veća za neuspjele supernove (do 56 MeV prema 33 MeV). Ova bi razlika mogla potencijalno razlikovati dvije vrste.

Pin
Send
Share
Send