大型暗物质直接探测实验中的前超新星中微子

下一次银河系核坍缩超新星（SN）是中微子望远镜高度期待的观测目标。然而，即使在坍缩之前，大质量濒死恒星也会大量辐射“前超新星”（pre-SN）中微子，它们有可能作为高效的超新星预警警报，并提供关于恒星演化最后阶段的崭新信息。我们探讨了大型直接暗物质探测实验对前超新星中微子的灵敏度，与专用中微子望远镜不同，此类实验充分利用了相干中微子-原子核散射。我们发现，具有 $\mathcal{O}(100)$ 吨靶质量（即与拟议的 ARGO 实验规模相当）、工作在亚 keV 阈能下的氩基探测器，能够探测到来自特征距离约 200 pc（如参宿四（$\alpha$ Orionis））的源发出的 $\mathcal{O}(10-100)$ 个前超新星中微子。具有类似低阈能的大规模氙基实验也可能对前超新星中微子敏感。对于参宿四型源，大型暗物质实验可在爆炸前约 10 小时提供超新星预警。我们还评述了大型直接暗物质探测实验与中微子望远镜在理解核坍缩超新星方面的互补性。