Evrenin süpernova nötrino arka planı aranıyor

Bu, yıldızların güneş gibi, daha doğrusu tüm yıldızların, hatta güneşin bile eninde sonunda öleceğine dair düşündürücü bir ifade. Ancak paniğe kapılmayın, hâlâ önümüzde birkaç milyar yıl var, dolayısıyla bu makalenin sonuna geleceksiniz. Daha büyük yıldızlar dramatik süpernova patlamaları sırasında ölürler ve bunu yaptıklarında evrene bir nötrino patlaması gönderirler. Gökbilimciler artık evrende nötrinolardan oluşan bir arka plan bulunduğunu ve bir gün süpernova patlamalarının tarihsel dağılımını haritalandırabileceğimizi, hatta belki 2035 yılına kadar bunu yapabileceğimizi düşünüyorlar.

Yıldızların ölümü balonlu ambalaja benzetilebilir; Bazıları hayal kırıklığı yaratacak şekilde “pffft” gibi hareket ediyor (Güneşimiz gibi daha düşük kütleli yıldızlar gibi), bazıları ise Güneş’in kütlesinin sekiz katından daha fazla olan yıldızlar gibi canlı, tatmin edici bir ses çıkarıyor. Bu devasa yıldızların patlaması aslında başlı başına büyüleyici bir süreçtir. Bir yıldızın içindeki kuvvetler, bir yıldızın yaşamının büyük bir kısmı boyunca, yıldızın çekirdeğindeki nükleer füzyonun sonucu olan, dışa doğru iten termonükleer kuvvet tarafından dengelenen yerçekiminin içe doğru çekme kuvveti ile dengededir.

Devasa yıldızlar genellikle yaşamlarının sonunda demir açısından zengin bir çekirdeğe sahip oldukları bir aşamaya ulaştıklarından patlarlar ve eriyen demir enerji üretmez, onu emer. Demir çekirdek olduğunda termonükleer kuvvet durur ve çekirdek çökerek büyük bir süpernova patlamasına yol açar. Artık atomlar ne zaman parçalansa ya da kaynaşsa, nötrino yayarlar; Muz gibi düşük dereceli meyveler bile bunları potasyumdaki doğal radyoaktiviteden üretir.

Aynı durum süpernova patlamaları için de geçerlidir. Patlamalar veya nötrinolar meydana geldiklerinde evrene 10 mertebesinde dağılırlar.⁵⁸. Evrenin tarihi boyunca nötrinolar uzayın her yerine dağılmış durumda ve artık tüm evrende en çok bulunan ve kütleye sahip parçacıklardan biri. O kadar bollar ki, her saniye vücudumuzun içinden bir trilyon nötrino parçacığı geçiyor.

13,8 milyar yıl önceki Büyük Patlama’dan bu yana kaç yıldızın süpernovaya dönüştüğünü bilmek zor, ancak nötrinoların dağınık süpernova nötrino arka planı (DSNB) olarak adlandırılan arka plan “vızıltısını” incelemek, cevabı ortaya çıkarabilir. DSNB henüz keşfedilmedi, ancak tespit edebilirsek zamanın başlangıcından bu yana tarihsel çekirdek çöküş oranını belirleyebiliriz.

Bu ilgi çekici konsept, özellikle 2023’te veri toplamaya başlayacak olan Jiangmen Yeraltı Nötrino Gözlemevi (JUNO) ve son dönemde veri toplayan Japonya’daki nötrino dedektörü Süper Kwmiokande başta olmak üzere mevcut ve yeni çıkacak araçlarla araştırılıyor. sekiz yıl. Bunlar ve diğer araçlar DSNB’yi araştırıyor ve modelleri geliştiriyor.

Ekip (Nick Ekanger, Shunsaku Horiuchi, Hiroki Nagakura ve Samantha Reitz), DSNB’nin tahminlerini iyileştirmek ve tespit edilebilir olması gerektiği sonucunu çıkarmak için bu ve diğer araçlardan elde edilen verileri kullandı ve bunun mümkün olduğu sonucuna vardı. onların kağıtları şuraya gönderildi: arXiv ön baskı sunucusu. Henüz tespit edilmemiş olsa da önümüzdeki on yıl içinde gözlemlerden, evren geliştikçe süpernova patlamalarının oranını çıkarabilmemiz heyecan verici bir ihtimal.