Мульти-месенджер астрономія: який потенціал одночасного виявлення гравітаційних хвиль і нейтрино з наднової?

Завдяки зусиллям команди ALIGO гравітаційна хвильова астрономія - це реальність. У той же час нейтрино-детектори на зразок Hyperkamiokande стають набагато чутливішими.

Моє запитання: які перспективи псевдосинхронного виявлення гравітаційних хвиль та нейтрино від одних і тих же наднових? Про які речі ми могли б дізнатися з такої події, як про наднові, так і про нейтрино? Зокрема, які перспективи для оцінки нейтринної маси?

— Роб Джеффріс
джерело

Можливо, можливі цікаві спостереження, такі як (а): чи форма імпульсу гравітаційного хвилі говорить нам щось про «удар» при асиметричному колапсі ядра та (b): імпульс, мабуть, не взаємодіє ні з чим вона залишає ядро, тоді як деякі нейтрино це роблять, тому можуть бути цікаві властивості будови зірки, які можна виміряти таким чином. (Обидві ідеї, що ґрунтуються на поп-наукових заходах, так ставляться з обережністю. І звичайно, я припускаю, що вимірювання будуть можливі при досить високій чутливості.)

— Енді

@Andy Point (a) особливо актуально. Ми ніколи не вимірювали гравітаційні хвилі від чисто сферичного вибуху, враховуючи, що для створення хвиль вам потрібен чотиримісний момент. Таким чином, будь-яке виявлення хвиль, яке б відбулося, обов'язково вказувало б, що наднова певною мірою була асиметричною. При достатньому моделюванні можна було б розібратися, як вибух, мабуть, стався, щоб викликати спостережувану хвилю.

— зефір

@zephyr AFAIK ГВ будуть очікувати від наднових як вибух очікується , буде асиметричною. Що стосується чутливості до виявлення, чорні діри, що зливаються, пройшли> 1 мільярд світлових років. Я більше роздумував над суперновою в M31, чого можна було б очікувати в найближчі ~ 20-30 років. Але якщо ви напишете відповідь, яка свідчить про те, що мій оптимізм втрачений, я думаю, що я його схвалив.

— Роб Джефріс

@RobJeffries Насправді було виявлено лише 24 нейтрино з 3-х обсерваторій нейтрино в усьому світі, Каміоканде 2 виявив лише 11, але праворуч, SN 1987A є єдиною зареєстрованою надновою, яка спостерігала пов'язані з нею нейтрино.

— Дін

Причина песимізму GW виявлення наднових полягає в тому, що якщо наднова в 1000 разів ближче, ніж злиття чорної діри, амплітуда GW збільшується на 1000, що звучить досить добре, але є проблема ефективності. У випадку злиття БГ генерація ГВ - важливий енергетичний шлях, він дозволяє орбітам розпадатися. Коли думали, що може бути виявлення гамма-випромінювання при злитті BH, були створені моделі, які могли б пустити трохи світла енергії, але навіть так дуже мало енергії потрапляє ні в що інше, ніж ГВС. Це не так для наднових - вони вкладають багато енергії в нейтрино.

— Ken G

Ця стаття в основному, здається, відповідає на питання. Вони цитують попереднє дослідження:

"Хоча в даний час жодні CCSNe не були виявлені гравітаційними хвильовими детекторами, попередні дослідження показують, що розширена детекторна мережа може бути чутливою до цих джерел до Великого магелланового хмари (LMC). CCSN був би ідеальним джерелом багатопосилальних повідомлень для aLIGO і AdV, як очікується нейтрино та електромагнітний аналог сигналу. Гравітаційні хвилі випромінюються з глибини всередині ядра CCSNe, що може дозволяти вимірювати астрофізичні параметри, такі як рівняння стану (EOS) від реконструкції гравітаційно-хвильового сигналу ".

Оскільки ми знаємо з SN1987A, що нейтрино з наднової можна виявити на цьому діапазоні, це, здається, є "так". Найбільша невизначеність, як видається, полягає в тому, скільки енергії гравітаційного хвилі випромінювала б наднова і на яких частотах, що залежить від відносно детального розуміння того, як саме рухається речовина навколо вибуху, одне моделювання якого проілюстровано в ( досить дивовижне) відео у статті.

— Стів Лінтон
джерело

Хороша стаття, окрім примхливих коментарів, що з’являються BTL.

— Роб Джеффріс

@Rob Jeffries: Добре горе так. Не читав так далеко

— Стів Лінтон