! Obserwacja neutrin z SN1987A
! Kolaps grawitacyjny
! W!asno"ci neutrin z kolapsu grawitacyjnego
Neutrina z supernowych
D. Kie!czewska, wyk!ad 15
Naturalne #ród!a neutrin
je"li w centrum Galaktyki
Supernova 1987A
Luty 1984 8 marca, 1987
7 lat pó#niej..
zdj$cia z Hubble Space Telescope
D. Kie!czewska, wyk!ad 15
SN1987A
SN 1987A
Najlepiej zbadana supernowa 1987A w Wielkim Ob!oku
Magellana oddalona od Ziemi o 50 kpc, wybuch nast%pi! 23.II.1987 r.
Przewidywania
teoretyczne zak!adaj%,
&e w naszej Galaktyce powinni"my obserwowa' 2-5 wybuchów
supernowej na 100 lat.
Odnotowano jak dot%d jedynie 7 wybuchów
widocznych go!ym okiem.
D. Kie!czewska, wyk!ad 15
Detektor IMB Kamiokande Baksan LSD
Miejsce Ohio,US Japonia Rosja Francja Typ detektora
water Cerenkov liquid scintillator
Masa detektora
6800 2140 200 90
(tony)
Próg (MeV)
19 7.5 10 5
Liczba przyp.
8 11 5 ???Czas 1go przyp 7:35:41 7:35:35 7:36:12 2:52:37
(UT)
B!%d oceny czasu
0.05 60 +2 0.002
(sek)
-54
Obserwacja neutrin z SN 1987A
Detektor IMB
D. Kie!czewska, wyk!ad 15
Obserwacja neutrin z SN 1987A
IMB KAMIOKANDE
czas uniwersalny UT po wyrzuceniu mionów atmosf.
wszystkie przypadki
neutrina przyby!y 3-4 godz wcze"niej ni& "wiat!o
D. Kie!czewska, wyk!ad 15
Obserwacja neutrin z SN 1987A
k%t wzgl$dem kierunku od SN
Najbardziej prawdopodobne:
ale rozk!ad k%towy powinien by' izotropowy.
Fluktuacje statyst??
Los ci$&kiej gwiazdy
D. Kie!czewska, wyk!ad 15
Droga do kolapsu grawitacyjnego
G!ówne reakcje termoj%drowe:
Reakcja
Temperatura zap!onu(miliony K)
4
1H -->
4He 10 3
4He -->
8Be +
4He -->
12C 100
12
C +
4He -->
16O
2
12C -->
4He +
20Ne 600
20
Ne +
4He --> n +
23Mg
2
16O -->
4He +
28Si 1500 2
16O --> 2
4He +
24Mg 4000 2
28Si -->
56Fe 6000
Gdy masa rdzenia &elazowego przekroczy 1.4 masy S!o(ca nast$puje kolaps.
Ci"nienie prom.
termicznego
równowa&y grawitacj$
Detekcja neutrin SN
neutrina „prompt”
neutrina termiczne
W wodzie i scyntylatorze najwi$kszy przekrój czynny na reakcj$:
Energia pozytronów bliska energii neutrin
D. Kie!czewska, wyk!ad 15
Eksperyment:
IMB Kamiokande
Strumie( (x 1010cm-2)
Ca!kowita energia wydzielona (x1053 ergs)
Neutrina z SN 1987A- wyniki
Czyli neutrina wynios!y (w granicach b!$dów) ca!% dost$pn% energi$.
)wiat!o wynosi zaledwie 0.01% energii, ale jest to 1016 x energia emitowana przez S!o(ce w czasie 1 sek.
Z pomiarów otrzymano:
Przewidywana energia wyzwolona w kolapsie grawitacyjnym
= energii wi%zania gwiazdy neutronowej o promieniu r=15km:
Czego dowiedzieli"my si$ o z SN1987A?
Czas &ycia Masa
Moment magnetyczny
*adunek elektryczny
Dla dwóch zdarze! o energiach E1, E2 (MeV) oraz ró"nicy czasu przyj#cia dt (sec), D w kpc
Potwierdzi! si$ model powstawania gwiazd
D. Kie!czewska, wyk!ad 15
Przewidywany sygna! z przysz!ych SN
Andromeda M31 w Super-Kamiokande:
Np. dla SN w centrum Galaktyki:
By' mo&e uda si$ zbada' w!asno"ci równie& innych neutrin.
Neutrina z SN s% juz w drodze
Podsumowanie
" Neutrina z SN1987A to pierwsza obserwacja cz%stek masywnych przyby!ych do nas ze #ród!a pozagalaktycznego
" Obserwacja ta da!a pocz%tek nowej dziedzinie:
Astroparticle Physics
" W!asno"ci sygna!u zgodne z teori% zapa"ci grawitacyjnej
