Нейтрино помогут в поиске гравитационных волн от сверхновых

Физики установили, что изучение потоков нейтрино, исходящих от сверхновой во время взрыва, может помочь исследователям в поиске гравитационных волн. Статья ученых с подробным изложением результатов появилась в журнале Physical Review Letters, а ее краткое изложение приводит издание Physical Review Focus.

В рамках исследования ученые моделировали поток нейтрино, испускаемый сверхновой, расположенной на расстоянии 65 тысяч световых лет от Земли. Модель предсказывает зависимость "нейтринного блеска" звезды от времени, основываясь на взаимодействии нейтронов, протонов, позитронов и электронов вблизи ядра звезды. Гравитационный коллапс ядра, состоящего преимущественно из тяжелых элементов, является одной из причин взрывов сверхновых.

Модель испускания нейтрино, используемая в работе, была проверена на взрыве сверхновой, который произошел на расстоянии 168 тысяч лет от Земли в Большом Магеллановом Облаке и был зарегистрирован в 1987 году . Тогда земные детекторы уловили 24 нейтрино, испущенных во время взрыва.

Используя модель, ученые вычислили момент, когда непосредственно происходит гравитационный коллапс ядра. Известно, что этот процесс теоретически может "производить" гравитационные волны, которые до настоящего момента еще не разу не регистрировались. Физики выяснили, что с точностью плюс-минус 10 миллисекунд максимум гравитационных возмущений происходит примерно за 5 миллисекунд до возникновения нейтринной вспышки.

По словам исследователей, новые данные могут использоваться для поиска гравитационных волн. Действительно, считается, что волны не были зарегистрированы до настоящего момента потому, что существующим детекторам очень сложно выделить их из окружающего "шума". Зная примерное время прихода волны, ученые, которые работают на гравитационных детекторах, смогут более пристально изучить данные за тот или иной временной отрезок. Это теоретически должно повысить шансы на обнаружение данных загадочных объектов.

Сами ученые отмечают, что для практического применения нового метода имеется несколько препятствий. Во-первых, неизвестна форма волны, испускаемой при взрыве сверхновой, поэтому неясно, какие конкретно "следы" необходимо искать в имеющихся данных. Во-вторых, во время взрыва сверхновой может возникать целая серия гравитационных волн. Если это так, то, по словам исследователей, знание времени уже не является значительным преимуществом - сигнал все равно будет достаточно размазанным.