双驱动极超新星产生的 MeV、GeV 和 TeV 中微子

我们在双驱动极超新星模型中分析高能（$\gtrsim 10^{52}$ erg）长伽马射线暴中的中微子（$\nu$）发射通道。双驱动极超新星前身星是一个由碳氧星和中子星（NS）伴星组成的双星系统。引力坍缩导致 Ic 型超新星（SN）爆发，并触发吸积过程到 NS 上。对于几分钟的轨道周期，NS 达到临界质量并形成黑洞（BH）。两种物理情形产生 MeV $\nu$。首先，在吸积过程中，NS 表面通过热产生发射 $\nu$-$\bar{\nu}$ 对。我们计算了这种 $\nu$ 发射的特性和味演化。其次，如果 SN 抛射物的角动量足够高，可能在 BH 周围形成吸积盘。该盘的高密度和高温是产生 MeV-$\nu$ 的理想条件。我们估计了味演化，发现盘内 $\nu$ 振荡导致味均分。该效应降低了（相较于假设冻结味含量）$\nu$-$\bar{\nu}$ 湮灭为电子-正电子（$e^+e^-$）对在 BH 附近的能量沉积率。然后我们分析 BH 周围 GeV-TeV $\nu$ 的产生。BH 周围的磁场与 BH 引力磁场相互作用产生电场，通过真空击穿导致自发的 $e^+e^-$ 对。该对等离子体因其内部压力自加速，并在膨胀过程中吞没质子。膨胀等离子体中质子与周围质子的强子相互作用通过 $\pi$ 和 $\mu$ 的衰变链在不同方向、在 BH 附近和远处产生 $\nu$ 发射。这些 $\nu$ 具有 GeV-TeV 能量，我们计算了它们的能谱和光度。我们还概述了某些当前和未来 $\nu$ 探测器的探测概率。