Astronomi multi-kurir: apa potensi deteksi gelombang gravitasi dan neutrino secara simultan dari supernova?

18

Berkat upaya tim aLIGO , astronomi gelombang gravitasi adalah kenyataan. Pada saat yang sama, detektor neutrino seperti Hyperkamiokande menjadi jauh lebih sensitif.

Pertanyaan saya adalah: apa prospek untuk deteksi pseudo-simultan gelombang gravitasi dan neutrino dari supernova yang sama? Hal-hal macam apa yang dapat kita pelajari dari peristiwa semacam itu, baik tentang supernova dan neutrino? Secara khusus, apa prospek untuk memperkirakan massa neutrino?

supernova gravitational-waves neutrinos interferometry Rob Jeffries
sumber
3
Mungkin ada beberapa pengamatan menarik yang mungkin terjadi, seperti (a): apakah bentuk pulsa gelombang gravitasi memberi tahu kita tentang "tendangan" dalam keruntuhan inti asimetris, dan (b): denyut nadi mungkin tidak berinteraksi dengan apa pun seperti ia meninggalkan inti, sementara beberapa neutrino melakukannya, sehingga mungkin ada beberapa sifat menarik dari struktur bintang yang dapat diukur dengan cara ini. (Kedua gagasan berdasarkan perawatan sains pop jadi perlakukan dengan hati-hati. Dan tentu saja saya mengasumsikan pengukuran akan dimungkinkan pada sensitivitas yang cukup tinggi.)
Andy
3
@Andy Point (a) terutama benar. Kami tidak akan pernah mengukur gelombang gravitasi dari ledakan bola murni mengingat Anda membutuhkan momen quadrupole untuk menghasilkan gelombang. Dengan demikian, deteksi gelombang apa pun yang terjadi tentu mengindikasikan bahwa supernova asimetris pada tingkat tertentu. Dengan pemodelan yang memadai, orang mungkin bisa mengetahui bagaimana ledakan itu terjadi untuk menghasilkan gelombang yang diamati.
zephyr
2
@zephyr AFAIK GWs diharapkan dari supernova karena ledakannya diperkirakan asimetris. Dalam hal sensitivitas deteksi, lubang hitam yang bergabung adalah> 1 miliar tahun cahaya. Saya berpikir lebih dalam hal supernova di M31, yang mungkin diharapkan dalam ~ 20-30 tahun ke depan. Tetapi jika Anda menulis jawaban yang menunjukkan optimisme saya salah tempat, saya rasa saya akan membatalkannya.
Rob Jeffries
2
@RobJeffries Sebenarnya hanya 24 neutrino yang terdeteksi dari 3 observatorium neutrino di seluruh dunia yang digabungkan, Kamiokande 2 hanya mendeteksi 11, tetapi hak Anda, SN 1987A adalah satu-satunya supernova yang tercatat yang mengamati neutrino yang terkait dengannya.
Dean
4
Penyebab pesimisme deteksi GW terhadap supernova adalah bahwa jika supernova 1000 kali lebih dekat daripada merger lubang hitam, amplitudo GW naik 1000, yang terdengar cukup bagus, tetapi ada masalah efisiensi. Dalam kasus penggabungan BH, pembangkitan GW adalah jalur energi yang penting, memungkinkan orbitnya membusuk. Ketika diperkirakan ada deteksi sinar gamma dengan penggabungan BH, model diciptakan yang dapat memasukkan energi kecil ke dalam cahaya, tetapi meskipun demikian sangat sedikit energi yang masuk ke hal lain selain GW. Tidak demikian untuk supernova - mereka menaruh banyak energi pada neutrino.
Ken G

Jawaban:

3

Artikel ini pada dasarnya tampaknya menjawab pertanyaan. Mereka mengutip dari penelitian sebelumnya:

"Meskipun tidak ada CCSNe saat ini yang terdeteksi oleh detektor gelombang gravitasi, penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa jaringan detektor canggih mungkin sensitif terhadap sumber-sumber ini ke Large Magellanic Cloud (LMC). CCSN akan menjadi sumber multi-messenger yang ideal untuk aLIGO dan AdV, seperti yang diharapkan dari neutrino dan elektromagnetik terhadap sinyal.Gelombang gravitasi dipancarkan dari dalam inti CCSNe, yang memungkinkan parameter astrofisika, seperti persamaan keadaan (EOS), diukur dari rekonstruksi dari sinyal gelombang gravitasi. "

Karena kita tahu dari SN1987A bahwa neutrino dari supernova dapat dideteksi pada kisaran itu, yang tampaknya menjadi "ya". Ketidakpastian terbesar tampaknya adalah berapa banyak energi gelombang gravitasi yang akan dipancarkan oleh supernova, dan pada frekuensi apa, yang tergantung pada pemahaman yang relatif rinci tentang bagaimana materi bergerak dalam ledakan, salah satu simulasi diilustrasikan dalam ( video yang agak dahsyat) di artikel.

Steve Linton
sumber
1
Artikel bagus terlepas dari komentar tolol yang muncul BTL.
Rob Jeffries
1
@Rob Jeffries: Ya ampun ya. Tidak membaca sejauh itu
Steve Linton