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最近发表在预印本网络arxiv.org的一项研究推测,从超新星爆发的前夜到爆发的全过程,每个阶段都会产生不同类型的中微子 。
科学家认为,在恒星即将爆炸的超新星事件前夕,会释放出大量的中微子 。在恒星内部的爆炸推到表面之前,中微子会先穿透恒星,来到恒星表面 。所以从理论上讲,超新星爆发前夕,首先应该在地球上探测到中微子 。
近年来,许多天文学家都认同这个理论,也就是说,中微子在超新星事件的过程中起着非常关键的作用 。因此,中微子观测可以被视为了解超新星事件细节的有效途径 。
但是探测中微子并不容易 。
位于南极的冰立方中微子天文台(IceCube)就是观测设施之一 。黑暗的南极冰层下2450米的地下埋藏着很多探测器,可见中微子是多么难以捉摸 。
科学家从1987年超新星SN1987A的观测数据中获得一些信心 。
在观测到SN1987A的强光前两三个小时,三个中微子天文台都探测到了中微子辐射 。虽然科学家认为超新星爆发会辐射出大量中微子,但三个天文台只探测到了25个中微子 。这反映了当代科技探测中微子的难度 。
那次探索催生了“中微子天文学”,并推测出一个理论,超新星爆发事件中99%的能量来自中微子辐射 。
现在中微子探测器比1987年有了一些进步 。科学家们急切地等待着下一次超新星爆发,希望捕捉到从爆发前夜到爆发的全过程 。科学家估计,如果再发生一次今天SN1987A规模的超新星爆发,目前的仪器能够探测到的中微子数量将达到5万个 。
而且,科学家认为,中微子不仅可以在爆发前几个小时被探测到,还可以在爆发前几天被探测到 。
在这项新研究中,科学家模拟了一颗质量为太阳15倍的恒星的超新星爆炸 。从模型中发现,超新星事件不同阶段发出的中微子亮度并不相同 。
超新星爆发过程中,中微子辐射的密度是多种因素共同作用的结果 。他们模型的演化是,当星核开始坍缩时,首先会产生电子中微子,然后高温中子核会产生其他类型的中微子 。天文学家认为,大部分中子会离开恒星,但其中的1%会对恒星外层施加能量 。这些能量导致最终恒星被摧毁的灾难性后果 。
【超新星爆发产生的中微子具有高穿透力】研究人员表示,这些模型可以帮助他们在遇到下一次超新星爆发时进行更有针对性的观测 。
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