D. Kie!czewska, wyk!ad 15
! Obserwacja neutrin z SN1987A ! Kolaps grawitacyjny ! W!asno"ci neutrin z kolapsu grawitacyjnego
Neutrina z supernowych
D. Kie!czewska, wyk!ad 15
Supernova 1987A
Luty 1984 8 marca, 1987
7 lat pó#niej.. zdj$cia z Hubble Space Telescope
D. Kie!czewska, wyk!ad 15
SN 1987A
Najlepiej zbadana supernowa 1987A w Wielkim Ob!oku Magellana oddalona od Ziemi o 50 kpc, wybuch nast%pi! 23.II.1987 r.
Przewidywania teoretyczne zak!adaj%, &e w naszej Galaktyce powinni"my obserwowa' 2-5 wybuchów supernowej na 100 lat. Odnotowano jak dot%d jedynie 7 wybuchów widocznych go!ym okiem.
D. Kie!czewska, wyk!ad 15
Detektor IMB Kamiokande Baksan LSD
Miejsce Ohio,US Japonia Rosja Francja Typ detektora water Cerenkov liquid scintillator Masa detektora 6800 2140 200 90 (tony) Próg (MeV) 19 7.5 10 5
Liczba przyp. 8 11 5 ???
Czas 1go przyp 7:35:41 7:35:35 7:36:12 2:52:37 (UT) B!%d oceny czasu 0.05 60 +2 0.002 (sek) -54
Obserwacja neutrin z SN 1987A
D. Kie!czewska, wyk!ad 15
Obserwacja neutrin z SN 1987A IMB KAMIOKANDE
czas uniwersalny UT
po wyrzuceniu mionów atmosf.
wszystkie przypadki
neutrina przyby!y 3-4 godz wcze"niej ni& "wiat!o
D. Kie!czewska, wyk!ad 15
Obserwacja neutrin z SN 1987A
k%t wzgl$dem kierunku od SN
Najbardziej prawdopodobne: ale rozk!ad k%towy powinien by' izotropowy. Fluktuacje statyst??
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 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
Gdy masa rdzenia &elazowego przekroczy 1.4 masy S!o(ca nast$puje kolaps.
Ci"nienie prom. termicznego równowa&y grawitacj$
D. Kie!czewska, wyk!ad 15
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$. )wiat!o wynosi zaledwie 0.01% energii, ale jest to 1016 x energia emitowana
przez S!o(ce w czasie 1 sek.
Z pomiarów otrzymano:
Przewidywana energia wyzwolona w kolapsie grawitacyjnym = energii wi%zania gwiazdy neutronowej o promieniu r=15km:
D. Kie!czewska, wyk!ad 15
Czego dowiedzieli"my si$ 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 neutronowych.
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