Новая обсерватория сможет обнаружить сверхновые до взрыва
Особенность сверхновой в том, что никогда не знаешь, когда она может взорваться. Сверхновые возникают либо при столкновении с другой звездой, либо когда внутри массивной звезды заканчивается ядерное топливо и начинается быстрый коллапс. Ни один из них не показывает каких-либо серьезных оптических изменений перед взрывом, поэтому нам остается сканировать небо в надежде обнаружить одно из них на ранних стадиях. Но вскоре это может измениться. Для второго типа сверхновых, известных как сверхновые с коллапсом ядра, существует раннее предупреждение. Когда ядро звезды коллапсирует, быстрое столкновение ядер вызывает огромное производство как гамма-лучей, так и нейтрино. Гамма-фотоны сильно сталкиваются с ядрами, что создает большую часть давления, которое в конечном итоге разрывает звезду на части. Но нейтрино слабо взаимодействуют с ядрами, поэтому большая их часть беспрепятственно вылетает из звезды. В результате, в то время как гамма-фотоны начинают вызывать сверхновую, нейтрино уже находятся на пути в глубокий космос.
Это означает, что когда происходит коллапс ядра сверхновой, мы испытываем всплеск нейтрино до того, как звезда начнет ярче как сверхновая. Мы уже видели, как это произошло однажды, когда нейтринные обсерватории зарегистрировали несколько событий непосредственно перед появлением SN 1987a. В данном случае это осозналось лишь спустя много времени после свершившегося факта. На самом деле это помогло нам понять, как нейтрино генерируются во время вспышки сверхновой, но мы не могли использовать это в качестве системы раннего предупреждения. К тому времени, когда были обнаружены нейтрино, сверхновая уже произошла. Но подземная нейтринная обсерватория Цзянмэнь (JUNO) надеется изменить ситуацию. В новой статье, опубликованной на сервере препринтов arXiv, авторы обсуждают, как JUNO сможет распознавать нейтринные события практически в реальном времени. Учитывая временную задержку оптических сверхновых, этого может быть достаточно быстро, чтобы локализовать источник нейтрино и предупредить другие обсерватории.
Затем эти обсерватории могли бы сосредоточить свое внимание на определенной области неба, чтобы поймать сверхновую в действии. По оценкам авторов, исходя из конструкции JUNO, ложная тревога будет случаться примерно раз в год, но для реальных событий система должна быть в состоянии обнаружить нейтрино начального коллапса ядра звезды с массой 30 солнечных и более на расстоянии миллиона световых лет. Еще более впечатляюще то, что система смогла также обнаружить гораздо более слабую вспышку нейтрино, которая происходит на стадии перед сверхновой у звезды с массой 30 солнечных на расстоянии до 3000 световых лет. Так что, если Бетельгейзе когда-нибудь в ближайшем будущем станет сверхновой, JUNO сможет сообщить нам об этом заблаговременно, чтобы мы взяли бинокль. JUNO все еще находится в стадии разработки, но надеется выйти в сеть примерно к концу этого года.
