Это отрезвляющее заявление: звезды, подобные Солнцу, точнее, ВСЕ звезды рано или поздно умрут, да даже Солнце! Но не паникуйте, нам осталось еще несколько миллиардов лет, так что вы доберетесь до конца этой статьи. Более массивные звезды умирают в результате впечатляющих взрывов сверхновых, и когда они это делают, они посылают по Вселенной взрыв нейтрино. Астрономы теперь полагают, что вполне вероятно, что в космосе существует нейтрино, и что однажды мы сможем составить карту исторического распределения взрывов сверхновых, возможно, даже к 2035 году.
Смерть звезд можно сравнить с пузырчатой пленкой; некоторые, к разочарованию, просто говорят «пффф» — как звезды с меньшей массой, такие как наше Солнце, — в то время как другие дают четкий, удовлетворяющий POP — как звезды, масса которых более чем в 8 раз превышает массу Солнца. Когда эти массивные звезды взрываются, это сам по себе увлекательный процесс. Силы внутри звезды находятся в равновесии на протяжении большей части жизни звезды: внутренняя притягивающая сила гравитации уравновешивается выталкивающей наружу термоядерной силой – результатом ядерного синтеза в ядре звезды.
Массивные звезды POP, потому что в конце своей жизни они обычно достигают стадии с ядром, богатым железом, и плавящееся железо не производит энергию, а поглощает ее. При наличии железного ядра термоядерная сила прекращается, и ядро разрушается, что приводит к мощному взрыву сверхновой. Теперь каждый раз, когда атомы распадаются или сливаются, они испускают нейтрино, даже простые фрукты, такие как бананы, производят их из-за естественной радиоактивности калия!
То же самое справедливо и для взрывов сверхновых, когда они происходят всплески или нейтрино разлетаются по Вселенной, порядка 1058. За всю историю Вселенной нейтрино рассеивались по всему космосу, поэтому теперь они являются одной из самых распространенных частиц, имеющих массу во всей Вселенной. Их настолько много, что каждую секунду через наше тело проходит триллион частиц нейтрино!
Возвращаясь к рассматриваемой истории, трудно сказать, сколько звезд превратились в сверхновые со времени Большого взрыва 13,8 миллиардов лет назад, но вполне возможно, что изучение фонового «шумения» нейтрино, так называемого «диффузного нейтринного фона сверхновой» (DSNB) ) может раскрыть ответ. DSNB еще не обнаружен, но если мы сможем его обнаружить, мы сможем определить историческую скорость разрушения ядра с начала времен.
Эта интригующая концепция исследуется с помощью ряда существующих и будущих инструментов, в частности, Подземной нейтринной обсерватории Цзянмэнь (JUNO), которая начнет собирать данные в 2023 году, и детектора нейтрино «Супер Квмиоканде» в Японии, который собирал данные в течение последних 8 лет. годы. Эти и другие инструменты исследуют DSNB и совершенствуют модели.
Команда (Ник Экангер, Сюнсаку Хориучи, Хироки Нагакура и Саманта Рейтц) использовала данные, доступные с этих и других инструментов, чтобы уточнить оценки DSNB и сделать вывод, что его можно обнаружить, и пришла к выводу, что это возможно. Хотя он еще не обнаружен, это захватывающая перспектива: в течение следующего десятилетия мы сможем и на основе наблюдений определить скорость взрывов сверхновых по мере развития Вселенной.
Источник: Диффузный фон нейтрино сверхновой с современными измерениями скорости звездообразования и долгосрочным многомерным моделированием сверхновых.
