来自对不稳定超新星的中微子信号

一颗碳氧核质量在 $64$ M$_{\odot}<M_{\mathrm{CO}}<133$ M$_{\odot}$ 范围内的超大质量恒星，预计会经历一种截然不同的爆炸，称为对不稳定超新星。由于产生大量的放射性元素，对不稳定超新星是超亮超新星的候选体。虽然爆炸的基本机制已被理解，但恒星如何达到这种状态尚不清楚，因此对附近对不稳定超新星的观测将使我们能够在恒星质量的极端条件下检验现有的恒星演化模型。我们将从探测到的此类超新星电磁辐射中寻找大量信息，但不应忘记，来自对不稳定超新星的中微子包含着能明确识别此类爆炸的独特事件特征。我们基于两个一维对不稳定超新星模拟计算了到达地球的预期中微子通量，这两个模拟涵盖了通过此机制爆炸的恒星质量范围，并考虑了中微子发射的完整时间和能量依赖性以及通过恒星外层的味演化。我们计算了在五种不同探测器中的中微子信号，这些探测器代表了当前或近期的设计。我们发现，质量较大的前身星爆炸为对不稳定超新星，在“标准”超新星距离 $10\;{\rm kpc}$ 处，可轻易被多个不同的中微子探测器探测到，在 DUNE、JUNO 和 SuperKamiokande 中产生数个事件，而最轻的前身星在相同探测器中仅产生少量事件（如果有的话）。拟建的 HyperKamiokande 探测器将能探测到远至 $\sim 50\;{\rm kpc}$ 处大型对不稳定超新星的中微子，使其能够触及麦哲伦云及已知存在于那里的数颗质量极大的恒星。