利用中微子陀螺仪识别SASI主导的核坍缩超新星中的自转
高能天体物理现象
2018-12-12 v4 高能物理 - 唯象学
摘要
测量核坍缩超新星(SN)及其前身星的自转极为困难。本文证明,若驻激波不稳定性(SASI)的活动阶段在SN爆发前影响了中微子发射,则中微子有可能被用作恒星陀螺仪。这一点通过比较一颗15 M_sun无自转前身星以及符合观测约束的慢速与快速自转前身星的自洽三维(3D)SN模拟的中微子发射性质得以展示。快速自转模型的爆发产生了持久、大质量的极向吸积下落流,具有随机的时间变异性,例如IceCube中微子天文台可从任意观测方向探测到。虽然无自转SN的中微子事件率谱图在位于SASI平面附近的观测者处呈现出已知的由SASI引起的尖锐峰值,但自转模型的相应谱图在宽频率范围内表现出活动,最显著的是在快速自转时高于200 Hz。此外,自转模型事件率的傅里叶功率谱所呈现的SASI峰值功率低于无自转模型。自转模型的谱还显示出在更高频率处的次级峰值,其与主SASI峰值的相对高度比无自转情形更大。这些自转印记对于10 kpc及更近的SN将是可探测的。
引用
@article{arxiv.1807.02366,
title = {Identifying rotation in SASI-dominated core-collapse supernovae with a neutrino gyroscope},
author = {Laurie Walk and Irene Tamborra and Hans-Thomas Janka and Alexander Summa},
journal= {arXiv preprint arXiv:1807.02366},
year = {2018}
}
备注
10 pages, including 6 figures. Minor changes in the text, matches version accepted for publication in Phys. Rev. D. Animated visualizations available at: https://wwwmpa.mpa-garching.mpg.de/ccsnarchive/data/Walk2018/