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核坍缩超新星搜寻的多信使分析策略:引力波与低能中微子

高能天体物理现象 2021-11-10 v2 天体物理仪器与方法 广义相对论与量子宇宙学 高能物理 - 实验

摘要

核坍缩超新星是多信使研究中引人入胜的天体物理对象。引力波(GWs)预期在超新星爆发机制中发挥作用,但由于动力学随机本质及众多可能的前身星,其建模也具挑战性;而且,借助已先进的探测器从这些对象探测引力波仍属不易。低能中微子会在核坍缩爆发期间大量发射,并可助力引力波对应体搜寻。本工作中,我们开发了一种多信使策略,通过利用低能中微子与引力波探测器的全球网络来搜寻此类天体物理对象。首先,我们讨论如何通过利用核坍缩超新星中微子暴的时间行为提升中微子子网络的探测潜力。我们表明,所提方法可使中微子探测器在其效率下降的距离处至少获得 10%10\% 的探测效率提升。随后,我们将 GW 与中微子提供的信息结合于多信使策略中。特别地,我们得到:对距离 6060 kpc 处 CCSN 的 GW 信号探测概率,从仅用 GW 分析时的零提升至采用我们 GW-ν\nu 联合方法的 33%\sim 33\%

关键词

引用

@article{arxiv.2107.02050,
  title  = {Multimessenger Analysis Strategy for Core-Collapse Supernova Search: Gravitational Waves and Low-energy Neutrinos},
  author = {Odysse Halim and Claudio Casentini and Marco Drago and Viviana Fafone and Kate Scholberg and Carlo Francesco Vigorito and Giulia Pagliaroli},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2107.02050},
  year   = {2021}
}

备注

14 pages, 15 figures