मल्टी-मैसेंजर एस्ट्रोनॉमी: एक सुपरनोवा से गुरुत्वाकर्षण तरंगों और न्यूट्रिनो के एक साथ पता लगाने की क्षमता क्या है?


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एलआईजीओ टीम के प्रयासों के लिए धन्यवाद , गुरुत्वाकर्षण तरंग खगोल विज्ञान एक वास्तविकता है। इसी समय, हाइपरकामीओकेन्डे जैसे न्यूट्रिनो डिटेक्टर बहुत अधिक संवेदनशील हो रहे हैं।

मेरा सवाल है: एक ही सुपरनोवा से गुरुत्वाकर्षण तरंगों और न्यूट्रिनो के छद्म-एक साथ पता लगाने की संभावनाएं क्या हैं ? सुपरनोवा और न्यूट्रिनो दोनों के बारे में इस तरह की घटना से हम किस तरह का सामान सीख सकते हैं? विशेष रूप से, न्यूट्रिनो द्रव्यमान का अनुमान लगाने के लिए क्या संभावनाएं हैं?


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कुछ दिलचस्प अवलोकन संभव हो सकते हैं, जैसे कि (ए): गुरुत्वाकर्षण तरंग नाड़ी का आकार हमें असममित कोर पतन में "किक" के बारे में कुछ भी बताता है, और (बी): नाड़ी संभवतः किसी भी चीज के साथ बातचीत नहीं करती है यह कोर छोड़ देता है, जबकि कुछ न्यूट्रिनों करते हैं, इसलिए स्टार की संरचना के कुछ दिलचस्प गुण हो सकते हैं जिन्हें इस तरह से मापा जा सकता है। (पॉप विज्ञान उपचारों पर आधारित दोनों विचार इतनी सावधानी के साथ व्यवहार करते हैं। और निश्चित रूप से मैं यह मान रहा हूं कि उच्च संवेदनशीलता पर माप संभव होगा।)
एंडी

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@Andy प्वाइंट (ए) विशेष रूप से सच है। हम विशुद्ध रूप से गोलाकार तरंगों से गुरुत्वाकर्षण तरंगों को कभी नहीं मापेंगे, क्योंकि आपको तरंगों के उत्पादन के लिए एक चौगुनी गति की आवश्यकता होती है। जैसे, किसी भी तरंग का पता लगाने के लिए आवश्यक रूप से सुपरनोवा कुछ डिग्री के लिए विषम था। पर्याप्त मॉडलिंग के साथ, कोई संभवतः केवल इस बात पर काम कर सकता है कि मनाया तरंग के उत्पादन के लिए विस्फोट कैसे हुआ होगा।
zephyr

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@ ज़ेफियर AFAIK GWs सुपरनोवा से अपेक्षित हैं क्योंकि विस्फोट असममित होने की उम्मीद है। संवेदनशीलता का पता लगाने के संदर्भ में, विलय वाले ब्लैक होल> 1 अरब प्रकाश वर्ष दूर थे। मैं M31 में एक सुपरनोवा के संदर्भ में अधिक सोच रहा था, जो कि अगले ~ 20-30 वर्षों में अपेक्षित हो सकता है। लेकिन अगर आप एक उत्तर लिखते हैं जो दिखाता है कि मेरा आशावाद गलत है, तो मुझे लगता है कि मैं इसे बढ़ा दूंगा।
रोब जेफ्रीज़

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@RobJeffries वास्तव में दुनिया भर के 3 न्यूट्रिनो वेधशालाओं से केवल 24 न्यूट्रिनो का पता लगाया गया, कमियोकेन्डे 2 ने केवल 11 का पता लगाया, लेकिन आपका अधिकार, एसएन 1987 ए एकमात्र रिकॉर्ड किया गया सुपरनोवा है, जिससे जुड़े न्यूट्रिनों ने देखा है।
डीन

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सुपरनोवा के GW का पता लगाने के निराशावाद का कारण यह है कि यदि सुपरनोवा ब्लैक होल विलय की तुलना में 1000 गुना करीब है, तो GW आयाम 1000 से ऊपर है, जो बहुत अच्छा लगता है, लेकिन एक दक्षता समस्या है। बीएच विलय के मामले में, जीडब्ल्यू पीढ़ी एक महत्वपूर्ण ऊर्जा मार्ग है, यह कक्षाओं को क्षय करने की अनुमति देता है। जब यह सोचा गया कि बीएच विलय के साथ एक गामा किरण का पता लगाया जा सकता है, तो मॉडल बनाए गए थे जो कुछ छोटी ऊर्जा को प्रकाश में ला सकते हैं, लेकिन यहां तक ​​कि बहुत कम ऊर्जा जीडब्ल्यू के अलावा किसी भी चीज़ में जाती है। सुपरनोवा के लिए ऐसा नहीं है - उन्होंने न्यूट्रिनो में बहुत अधिक ऊर्जा डाली।
केन जी

जवाबों:


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यह लेख मूल रूप से प्रश्न का उत्तर देता है। वे पहले के एक अध्ययन से उद्धृत करते हैं:

"हालांकि वर्तमान में गुरुत्वाकर्षण-तरंग डिटेक्टरों द्वारा कोई CCSNe का पता नहीं लगाया गया है, पिछले अध्ययनों से संकेत मिलता है कि एक उन्नत डिटेक्टर नेटवर्क बड़े मैगेलैनिक क्लाउड (LMC) के लिए इन स्रोतों के प्रति संवेदनशील हो सकता है। CCSN, ALIGO के लिए एक आदर्श मल्टी-मैसेंजर स्रोत होगा। और AdV, संकेत के लिए न्यूट्रिनो और इलेक्ट्रोमैग्नेटिक समकक्षों के रूप में अपेक्षित होगा। गुरुत्वीय तरंगों को CCSNe के कोर के अंदर गहरे से उत्सर्जित किया जाता है, जो कि राज्य के समीकरण (EOS) जैसे ज्योतिषीय मापदंडों को पुनर्निर्माण से मापा जा सकता है। गुरुत्वाकर्षण-तरंग संकेत का। "

चूंकि हम SN1987A से जानते हैं कि सुपरनोवा से न्यूट्रिनो का उस सीमा पर पता लगाया जा सकता है, जो "हां" लगता है। सबसे बड़ी अनिश्चितता यह प्रतीत होती है कि सुपरनोवा द्वारा कितनी गुरुत्वाकर्षण तरंग ऊर्जा उत्सर्जित की जाएगी, और किस आवृत्तियों पर, जो इस बात की अपेक्षाकृत विस्तृत समझ पर निर्भर करती है कि विस्फोट में पदार्थ कैसे घूमता है, जिसका एक अनुकरण एक में चित्रित किया गया है। बल्कि भयानक) लेख में वीडियो।


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बीटीएल दिखाई देने वाली नैतिक टिप्पणियों के अलावा अच्छा लेख।
रोब जेफ्रीज

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@ रोब जेफ़री: अच्छा दु: ख हाँ। अब तक नहीं पढ़ा
स्टीव लिंटन
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