ابرنواختر می توانند کشف فیزیک جدید موونیک را امکان پذیر کنند

0

ابرنواختر می توانند کشف فیزیک جدید موونیک را امکان پذیر کنند

ابرنواختر می توانند کشف فیزیک جدید موونیک را امکان پذیر کنند یک ابرنواختر ، انفجار یک ستاره کوتوله سفید یا عظیم ، می تواند به اندازه میلیاردها ستاره عادی نور ایجاد کند. این پدیده نجومی گذرا می تواند پس از رسیدن ستاره به مراحل تکاملی نهایی خود در هر نقطه ای رخ دهد.

دانشکده ها : تصور می شود که ابرنواخترها با شرایط جسمی شدید همراه هستند ، بسیار شدیدتر از آنچه در طول هر پدیده اخترفیزیکی شناخته شده دیگری در جهان مشاهده شده است ، به استثنای انفجار بزرگ. در ابرنواخترهایی که شامل یک ستاره عظیم می شوند ، هسته ستاره می تواند به یک ستاره نوترونی سقوط کند ، در حالی که بقیه آن در اثر انفجار خارج می شود.

در طی این انفجارهای شدید ستاره ای ، دما در ستاره نوترونی تازه متولد شده می تواند به بیش از ۶۰۰ میلیارد درجه برسد و تراکم می تواند تا ۱۰ برابر بیشتر از هسته هسته ای باشد. ستاره گرم نوترونی حاصل از این نوع ابرنواختر منبع قابل توجهی از نوترینوها است و بنابراین می تواند یک مدل ایده آل برای مطالعات فیزیک ذرات باشد.

برای چندین دهه ، اخترشناسان و فیزیکدانان نجومی در تلاشند تا برای ظهور یک ابرنواختر آماده شوند و مدل های نظری و محاسباتی را طراحی کنند که می تواند به درک فعلی این واقعه جذاب کیهان شناسی کمک کند. این مدل ها می توانند به تجزیه و تحلیل و درک بهتر داده های جدید جمع آوری شده با استفاده از پیشرفته ترین ردیاب ها و سایر ابزارها کمک کنند ، به ویژه آنهایی که برای اندازه گیری نوترینوها و امواج گرانشی طراحی شده اند.

در سال ۱۹۸۷ ، محققان توانستند با استفاده از ابزارهای شناخته شده به عنوان ردیاب های نوترینو ، نوترینوهای تولید شده در ابرنواختر را برای اولین بار و تاکنون تنها زمان مشاهده کنند. این نوترینوها طی یک دوره زمانی تقریبی ده ثانیه ای به زمین سفر کرده بودند ، بنابراین ، مشاهدات آنها اندازه گیری سرعت خنک شدن بقایای ابرنواختر را فراهم می کند.

دهه ها است که این اندازه گیری به عنوان محدودیتی برای ذرات عجیب و غریب که می توانند بقایای ابرنواختر را خنک کنند ، دیده می شود. از آنجا که برای اولین بار در سال ۱۹۸۷ معرفی شد ، این نقطه مرجع ، معروف به “محدودیت خنک کننده ابرنواختر” ، به طور گسترده ای برای بررسی مدل های استاندارد ، نظریه اصلی فیزیک ذرات که نیروهای اساسی در جهان را توصیف می کند ، مورد استفاده قرار گرفت.

 

ابرنواخترها می توانند کشف فیزیک جدید موونیک را امکان پذیر کنند

محققان  اخترفیزیک ماکس پلانک در آلمان و دانشگاه استنفورد اخیراً تحقیقی را انجام داده اند که توانایی بالقوه ابرنواخترها را به عنوان سکوهایی برای رونمایی از فیزیک جدید فراتر از مدل استاندارد بررسی کرده است. مقاله آنها ، منتشر شده در Physical Review Letters ، به ویژه نقشی را که میون ها ، ذرات شباهت به الکترون اما جرم های بسیار بزرگتر ، در خنک سازی بقایای ابرنواختر بازی می کنند ، بررسی می کند .

“در حالی که مفهوم” محدودیت های خنک کننده ابرنواختر “برای دهه ها وجود داشته است ، جامعه اخیراً شروع به درک نقشی می کند که میون ها می توانند در ابرنواخترها بازی کنند ، و در نتیجه ، کار بسیار کمی در مورد چگونگی ذرات جدیدی که این زوجین ویلیام دهروکو ، یکی از محققانی که این مطالعه را انجام داده است ، به Phys.org گفت: “ما فهمیدیم که با اجرای شبیه سازی های پیشرفته میون در ابرنواخترها ، می توانیم یک خنک کننده را روی این اتصالات عجیب و غریب قرار دهیم ، و این نحوه تولید پروژه بود.”

مطالعه اخیر ارائه شده در Physical Review Letters نتیجه همکاری دو تیم محقق ، یکی در موسسه ماکس پلانک و دیگری در استنفورد بود. تیم م Instituteسسه ماکس پلانک ، متشکل از رابرت بولینگ و هانس توماس ژانکا ، مجموعه ای از شبیه سازی های ابرنواختر را اجرا کردند که شامل جلوه های موونیک بود ، در حالی که برخی از جدیدترین یافته های مربوط به فیزیک ابرنواخترها را نیز در بر می گرفت.

این شبیه سازی ها منجر به ایجاد بزرگترین کتابخانه موجود در پروفایل های ابرنواختر از جمله میون ها شد که هم اکنون در دسترس عموم است و همه محققان اخترفیزیک در سراسر جهان می توانند به آن دسترسی داشته باشند. پس از آن ، De Rocco و سایر اعضای تیم در استنفورد از این کتابخانه برای محاسبه میزان تولید ذرات شبه محور استفاده کردند ، و تلاش کردند تعیین کنند که در کجای پارامتر تولید آنها از محدودیت خنک سازی مشخص شده در ۱۹۸۷ تخطی می کند.

جانکا به Phys گفت .org “ویلیام و پیتر با ایده های بدیع خود از طریق پست الکترونیکی با رابرت و خودم فوق دکترا تماس گرفتند ، بنابراین ما در هنگام محاصره COVID-19 در هر دو طرف ، برای برقراری همکاری در این پروژه تحقیقاتی همکاری کردیم.”

DeRocco ، Janka و همکارانشان نشان دادند که ابرنواخترها می توانند مدل های آزمایشگاهی قدرتمندی برای شکار فیزیک مویونیک جدید باشند ، چیزی که تاکنون کاملاً مورد توجه قرار نگرفته بود. کار آنها قبلاً باعث تحریک سایر تیم های تحقیقاتی شده است تا با مطالعه میون های ابرنواختر به دنبال فیزیک عجیب و غریب فراتر از مدل استاندارد باشند. در آینده ، این مقاله می تواند راه را برای کشف جدید جذاب در مورد ذرات موجود در جهان و پدیده های کیهان شناسی هموار کند.

DeRocco گفت: “من فکر می کنم هنوز هم اطلاعات زیادی وجود دارد که ابرنواخترها می توانند در مورد الحاقات احتمالی مدل استاندارد در اختیار ما قرار دهند.” “تاکنون ، ما فقط نوترینوهای یک ابرنواختر کهکشانی را مشاهده کرده ایم ، اما میزان خاموش شدن ابرنواخترها در کهکشان ما حدود دو برابر در قرن تخمین زده شده است ، بنابراین در چند دهه آینده شانس خوبی برای دیدن دیگری داریم. با آشکارسازهای پیشرفته قابل توجهی که از سال ۱۹۸۷ ساخته ایم ، اطلاعاتی که از مشاهده ابرنواختر بعدی کهکشانی دریافت خواهیم کرد گسترده و مهیج است. شاید در نوترینوهای ابرنواختر باشد که ما اولین مشاهدات خود را فراتر از مدل فیزیک استاندارد انجام دهیم. ! “

تاباندن نور جدید به تکامل ابرنواخترها

 

تاباندن نور جدید به تکامل ابرنواخترها

تاباندن نور جدید به تکامل ابرنواخترها یک تیم تحقیقاتی به سرپرستی Ivo Seitenzahl ، دانشمند UNSW کانبرا ، در حال روشن کردن نور جدیدی بر تکامل ابرنواخترها است – موضوعی که در میان اخترفیزیکدانان مورد بحث و جدال است.

در مقاله جدیدی که توسط Physical Review Letters منتشر شده است ، تیم توضیح می دهد که چگونه آنها تابش نوری از اجزای شوکه شده بقایای ابرنواختر هسته ای را کشف کرده اند.

دکتر سایتنزاال گفت: “یک ابرنواختر اساساً یک ستاره در حال انفجار است .”

“همه ستاره ها به عنوان ابرنواختر منفجر نخواهند شد تا به زندگی خود پایان دهند ، زیرا بسیاری از ستاره های کم جرم به سادگی به ستاره کوتوله سفید تبدیل می شوند و بدون انفجار خنک و محو می شوند .”

تحقیقات دکتر Seitenzahl مربوط به ابرنواخترهای هسته ای یا “نوع Ia” است. هنگامی که این نوع ابرنواختر منفجر شود ، عناصر تولید شده در انفجار را به کهکشان برمی گرداند. این عناصر با گاز موجود در کهکشان مخلوط می شوند.

از این گاز ، ستاره های جدید (با سیستم های سیاره ای خود) تشکیل می شوند. بیشتر منگنز ، آهن و نیکل روی زمین بیش از پنج میلیارد سال پیش در این انفجارها ساخته شده است.

با کشف تیم تحقیقاتی ، انتشار نوری از عناصر خارج شده ابرنواختر (اتم ها) آشکار می شود و تجزیه و تحلیل دقیق نور ساطع شده ، تعیین مستقیم سرعت شوک را برای اولین بار فراهم می کند.

 

تاباندن نور جدید به تکامل ابرنواخترها
تصاویر انتشار نوری SNRs 0519-69.0 (چپ) و ۰۵۰۹-۶۷٫۵ (راست) ، همانطور که از طریق روش “توموگرافی باقی مانده ابرنواختر”

دکتر Seitenzahl گفت: “قبلاً مردم انتشار نوری از گاز شوک خورده محیط بین ستاره ای را دیده بودند.”

“اکنون ما شاهد انتشار گازهای گلخانه ای غنی از آهن هستیم که اخیراً در انفجار ایجاد شده است.”

نوع ستاره هایی که به عنوان ابرنواختر نوع Ia منفجر می شوند و تکامل آنها قبل از انفجار در دنیای اخترفیزیک به شدت مورد بحث است.

دکتر Seitenzahl گفت: کشف تیم سازوکار انتشار فیزیکی جدیدی را برای مطالعه این ستاره های در حال انفجار فراهم می کند.

دکتر سیتنزال گفت: “من واقعاً معتقدم که نتیجه ما یکی از مهمترین اکتشافات جدید در تحقیقات ابرنواختر و بقایای ابرنواختر در دهه گذشته است.”

 

محاسبات نشان می دهد که ابر ابرنواختر نزدیک باید از نظر نوترینو امکان شناسایی نوع انفجار را داشته باشد

 

محاسبات نشان می دهد که ابر ابرنواختر نزدیک باید از نظر نوترینو امکان شناسایی نوع انفجار را داشته باشد

محاسبات نشان می دهد که ابر ابرنواختر نزدیک باید از نظر نوترینو امکان شناسایی نوع انفجار را داشته باشد  آشکارسازهای نوترینو فعلی و آتی که در سراسر جهان قرار گرفته اند باید توانایی تشخیص نوترینوهای ساطع شده از یک ابرنواختر نسبتاً نزدیک را داشته باشند. آنها همچنین پیشنهاد می کنند که اندازه گیری چنین نوترینوهایی به آنها امکان می دهد آنچه را که درون یک ستاره در طی چنین انفجاری رخ می دهد توضیح دهند – اگر اندازه گیری ها با یکی از دو مدلی که تیم برای توصیف عملکردهای داخلی یک ابرنواختر ساخته است مطابقت داشته باشد.

ابرنواخترها بسته به آنچه باعث بروز آنها می شود به انواع مختلف طبقه بندی شده اند – یک نوع به نام لا ابرنواختر ، هنگامی رخ می دهد که یک کوتوله سفید ماده کافی را از یک همراه می کشد و در نهایت باعث همجوشی کربن می شود که منجر به انفجار عظیم می شود . محققان در اینجا روی زمین می توانند شواهدی از ابرنواختر را توسط نوری که ساطع می شود ، مشاهده کنند. اما فیزیکدانان نجومی واقعاً دوست دارند در مورد همراه و روند واقعی که در کوتوله سفید منتهی به انفجار اتفاق می افتد اطلاعات بیشتری کسب کنند – و آنها معتقدند که ممکن است با مطالعه نوترینوهای ساطع شده امکان پذیر باشد.

در این تلاش جدید ، تیمی به سرپرستی وارن رایت محاسبه کرد که نوترینوها از یک ابرنواختر نسبتاً نزدیک باید توسط حسگرهای فعلی که قبلاً در اطراف کره زمین نصب شده و کار می کنند و توسط افرادی که در دست کار هستند قابل تشخیص باشد. رایت همچنین در راس دو تیم بود که هرکدام مقاله ای را در مورد توصیف یکی از دو نوع مدلی که تیم برای توصیف روند رخ داده در کوتوله سفید منتهی به انفجار ایجاد کرده اند نوشتند – هر دو تیم کار خود را در مجله Physical Review منتشر کرده اند نامه .

اولین مدل انتقال تخریب به انفجار نامیده می شود. دوم ، انفجار محدود شده از نظر جاذبه. هر دو مبتنی بر تئوری مربوط به فعل و انفعالات درون ستاره هستند و بیشتر از نظر تقارن کروی تفاوت دارند. این دو نوع همچنین انواع و مقادیر مختلفی از نوترینو را منتشر می کنند ، به همین دلیل تیم امیدوار است که آشکارسازهای قادر به اندازه گیری آنها این کار را انجام دهند. این امکان را به تیم ها می دهد تا مدل های خود را با داده های واقعی قابل اندازه گیری مقایسه کنند و با انجام این کار ، سرانجام شواهد واقعی از آنچه در هنگام انفجار ستاره ها اتفاق می افتد ارائه دهند.

مطالب پیشنهادی

ممکن است شما دوست داشته باشید
ارسال یک پاسخ

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.