Astronomie multi-messagers: quel est le potentiel de détection simultanée des ondes gravitationnelles et des neutrinos d'une supernova?

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Grâce aux efforts de l' équipe aLIGO , l'astronomie des ondes gravitationnelles est devenue une réalité. Dans le même temps, les détecteurs de neutrinos comme Hyperkamiokande deviennent beaucoup plus sensibles.

Ma question est: quelles sont les perspectives de détection pseudo-simultanée des ondes gravitationnelles et des neutrinos des mêmes supernovae? Quel genre de choses pourrions-nous apprendre d'un tel événement, à la fois sur les supernovae et les neutrinos? En particulier, quelles sont les perspectives d'estimation de la masse des neutrinos?

supernova gravitational-waves neutrinos interferometry Rob Jeffries
la source
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Il pourrait y avoir des observations intéressantes possibles, telles que (a): la forme de l'impulsion d'onde gravitationnelle nous dit-elle quelque chose sur le "coup de pied" dans l'effondrement asymétrique du noyau, et (b): l'impulsion n'interagit probablement avec rien comme il quitte le noyau, contrairement à certains neutrinos, il peut donc y avoir des propriétés intéressantes de la structure de l'étoile qui peuvent être mesurées de cette façon. (Les deux idées basées sur les traitements de la science pop doivent donc être traitées avec prudence. Et bien sûr, je suppose que les mesures seront possibles avec une sensibilité suffisamment élevée.)
Andy
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@Andy Point (a) est particulièrement vrai. Nous ne mesurerions jamais les ondes gravitationnelles d'une explosion purement sphérique étant donné que vous avez besoin d'un moment quadripolaire pour produire les ondes. Ainsi, toute détection d'ondes qui se produirait indiquerait nécessairement que la supernova était asymétrique dans une certaine mesure. Avec une modélisation suffisante, on pourrait éventuellement déterminer comment l'explosion a dû se produire pour produire l'onde observée.
zephyr du
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@Zéphyr AFAIK Les GW sont attendus des supernovae car l'explosion devrait être asymétrique. En termes de sensibilité de détection, les trous noirs fusionnés étaient à> 1 milliard d'années-lumière. Je pensais davantage en termes de supernova en M31, qui pourrait être attendue dans les ~ 20-30 prochaines années. Mais si vous écrivez une réponse qui montre que mon optimisme est déplacé, je suppose que je le voterais favorablement.
Rob Jeffries
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@RobJeffries En fait, seuls 24 neutrinos ont été détectés dans 3 observatoires de neutrinos du monde entier combinés, Kamiokande 2 n'en a détecté que 11, mais à votre droite, SN 1987A est la seule supernova enregistrée à avoir observé des neutrinos associés.
Dean
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La cause du pessimisme de la détection GW des supernovae est que si la supernova est 1000 fois plus proche que les fusions de trous noirs, l'amplitude GW est augmentée de 1000, ce qui semble assez bon, mais il y a un problème d'efficacité. Dans le cas de la fusion BH, la génération de GW est une voie énergétique importante, elle permet aux orbites de se désintégrer. Quand on a pensé qu'il pourrait y avoir une détection de rayons gamma avec la fusion BH, des modèles ont été créés qui pourraient mettre une petite énergie en lumière, mais même si très peu d'énergie va dans autre chose que des GW. Ce n'est pas le cas pour les supernovaes - ils mettent beaucoup d'énergie dans les neutrinos.
Ken G

Réponses:

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Cet article semble essentiellement répondre à la question. Ils citent une étude antérieure:

"Bien qu'aucun CCSNe n'ait été actuellement détecté par les détecteurs d'ondes gravitationnelles, des études antérieures indiquent qu'un réseau de détecteurs avancé peut être sensible à ces sources vers le Grand Nuage de Magellan (LMC). Un CCSN serait une source multi-messager idéale pour aLIGO et AdV, car les neutrinos et les équivalents électromagnétiques du signal sont attendus. Les ondes gravitationnelles sont émises du plus profond du cœur du CCSNe, ce qui peut permettre de mesurer des paramètres astrophysiques, tels que l'équation d'état (EOS), à partir de la reconstruction. du signal d'ondes gravitationnelles. "

Puisque nous savons par SN1987A que les neutrinos d'une supernova peuvent être détectés à cette distance, cela semble être un "oui". La plus grande incertitude semble être la quantité d'énergie des ondes gravitationnelles qui serait émise par la supernova, et à quelles fréquences, qui dépend d'une compréhension relativement détaillée de la manière exacte dont la matière se déplace dans l'explosion, dont une simulation est illustrée dans le ( plutôt génial) vidéo dans l'article.

Steve Linton
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Bon article en dehors des commentaires débiles qui apparaissent BTL.
Rob Jeffries
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@Rob Jeffries: Bon deuil oui. Je n'ai pas lu aussi loin
Steve Linton