Neutrina z supernowych Obserwacja neutrin z SN1987A Kolaps grawitacyjny Własności neutrin z kolapsu grawitacyjnego D. Kiełczewska, wykład 15

Naturalne źródła neutrin jeśli w centrum Galaktyki D. Kiełczewska, wykład 15

Supernova 1987A Luty 1984 8 marca, 1987 7 lat później.. zdjęcia z Hubble Space Telescope D. Kiełczewska, wykład 15

SN1987A D. Kiełczewska, wykład 15

SN 1987A Najlepiej zbadana supernowa 1987A w Wielkim Obłoku Magellana oddalona od Ziemi o 50 kpc, wybuch nastąpił 23.II.1987 r. Przewidywania teoretyczne zakładają, że w naszej Galaktyce powinniśmy obserwować 2-5 wybuchów supernowej na 100 lat. Odnotowano jak dotąd jedynie 7 wybuchów widocznych gołym okiem. D. Kiełczewska, wykład 15

Obserwacja neutrin z SN 1987A Detektor IMB Kamiokande Baksan LSD Miejsce Ohio,US Japonia Rosja Francja Typ detektora water Cerenkov liquid scintillator Masa detektora 6800 2140 200 90 (tony) Próg (MeV) 19 7.5 10 5 Liczba przyp. 8 11 5 ??? Czas 1go przyp 7:35:41 7:35:35 7:36:12 2:52:37 (UT) Błąd oceny czasu 0.05 60 +2 0.002 (sek) -54 D. Kiełczewska, wykład 15

Detektor IMB D. Kiełczewska, wykład 15

Obserwacja neutrin z SN 1987A IMB KAMIOKANDE wszystkie przypadki po wyrzuceniu mionów atmosf. czas uniwersalny UT neutrina przybyły 3-4 godz wcześniej niż światło D. Kiełczewska, wykład 15

D. Kiełczewska, wykład 15

Obserwacja neutrin z SN 1987A kąt względem kierunku od SN Najbardziej prawdopodobne: ale rozkład kątowy powinien być izotropowy. Fluktuacje statyst?? D. Kiełczewska, wykład 15

Los ciężkiej gwiazdy D. Kiełczewska, wykład 15

Droga do kolapsu grawitacyjnego Główne reakcje termojądrowe: Reakcja Temperatura zapłonu (miliony K) 4 1H --> 4He 10 3 4He --> 8Be + 4He --> 12C 100 12C + 4He --> 16O 2 12C --> 4He + 20Ne 600 20Ne + 4He --> n + 23Mg 2 16O --> 4He + 28Si 1500 2 16O --> 2 4He + 24Mg 4000 2 28Si --> 56Fe 6000 Ciśnienie prom. termicznego równoważy grawitację Gdy masa rdzenia żelazowego przekroczy 1.4 masy Słońca następuje kolaps. D. Kiełczewska, wykład 15

Detekcja neutrin SN neutrina „prompt” neutrina termiczne W wodzie i scyntylatorze największy przekrój czynny na reakcję: Energia pozytronów bliska energii neutrin D. Kiełczewska, wykład 15

Czyli neutrina wyniosły (w granicach błędów) całą dostępną energię. Neutrina z SN 1987A- wyniki Z pomiarów otrzymano: Eksperyment: IMB Kamiokande Strumień (x 1010cm-2) Całkowita energia wydzielona (x1053 ergs) Przewidywana energia wyzwolona w kolapsie grawitacyjnym = energii wiązania gwiazdy neutronowej o promieniu r=15km: Czyli neutrina wyniosły (w granicach błędów) całą dostępną energię. Światło wynosi zaledwie 0.01% energii, ale jest to 1016 x energia emitowana przez Słońce w czasie 1 sek. D. Kiełczewska, wykład 15

Czego dowiedzieliśmy się o z SN1987A? Czas życia Masa Dla dwóch zdarzeń o energiach E1, E2 (MeV) oraz różnicy czasu przyjścia dt (sec), D w kpc Moment magnetyczny Ładunek elektryczny Potwierdził się model powstawania gwiazd neutronowych. D. Kiełczewska, wykład 15

Przewidywany sygnał z przyszłych SN w Super-Kamiokande: Andromeda M31 Np. dla SN w centrum Galaktyki: Być może uda się zbadać własności również innych neutrin. Neutrina z SN są juz w drodze D. Kiełczewska, wykład 15

Podsumowanie Neutrina z SN1987A to pierwsza obserwacja cząstek masywnych przybyłych do nas ze źródła pozagalaktycznego Obserwacja ta dała początek nowej dziedzinie: Astroparticle Physics Własności sygnału zgodne z teorią zapaści grawitacyjnej D. Kiełczewska, wykład 15