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从超新星爆炸前,发出的几十个中微子中,发现了恒星死亡的秘密

2020/7/1 2:43:08 来源:原创 浏览:

最新对超新星爆炸前发出的中微子研究(极难探测的微小宇宙粒子),让科学家们离了解恒星在爆炸和死亡之前发生了什么又近了一步。这项研究由莫纳什大学引力波发现(OzGrav)ARC卓越中心的博士后研究员Ryosuke Hirai共同撰写,其研究发表在《arXiv》上,研究了恒星演化模型,以测试不确定的预测。当一颗恒星死亡时,它会释放出大量的中微子,这些中微子被认为是导致超新星爆炸的原因。

在爆炸到达恒星表面之前,中微子自由地流经和流出恒星。然后,科学家们就可以在超新星爆炸发生之前探测到中微子;事实上,在1987年爆炸的一颗超新星上探测到了几十个中微子,几个小时后才看到了超新星爆炸。下一代中微子探测器预计将探测到来自类似类型超新星的约5万个中微子。其技术已经变得如此强大,以至于科学家们预测,将探测到爆炸前几天发出的微弱中微子信号。

作为一种超新星预测,它将让天文学家提前捕捉到超新星爆炸前的第一缕曙光。这也是直接从恒星核心提取信息的唯一方法之一,类似于拍摄身体的X射线图像,只是它是针对恒星的。但是,除非知道你看到的是什么,否则X射线图像是没有意义的。尽管人们对大质量恒星是如何演化和爆炸有了大致的了解,但科学家们仍然不确定超新星爆炸的导火索。许多物理学家试图对这些最后阶段进行建模,但结果似乎是随机的;没有办法确认它们是否正确。

由于超新星爆炸前的中微子探测,可以让科学家更好地评估这些模型,一组OzGrav科学家调查了恒星演化模型的后期阶段,以及它们与超新星爆炸前中微子估计的相关性。OzGrav研究员和合著者Ryosuke Hirai说:这将帮助我们最大限度地利用未来超新星爆炸前中微子探测到的信息。在第一次研究中,探索了质量为太阳15倍的单星的不确定性。从这些恒星模型计算出的中微子发射,在中微子光度上存在很大差异。

这意味着超新星前中微子估计对恒星模型的这些小细节非常敏感。这项研究揭示了超新星前中微子预测的重大不确定性,以及中微子特征和恒星属性之间的关系。我们银河系的下一次超新星随时可能发生,科学家们期待着探测到超新星爆炸前的中微子,但仍然不知道能从中学到什么,这项研究为如何解读数据铺平了第一步。最终天文学家将能够利用超新星爆炸前的中微子,来了解大质量恒星演化和超新星爆炸机制的关键部原因。

博科园|研究/来自:莫纳什大学

参考期刊《arXiv》

Cite: arXiv:2005.03124

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科学之美:最新对超新星爆炸前发出的中微子研究(极难探测的微小宇宙粒子),让科学家们离了解恒星在爆炸和死亡之前发生了什么又近了一步。

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