February 5th, 2014

Нейтрино от SN 2014J

Напомню, что недавно в галактике M82 вспыхнула сверхновая SN 2014J, самая близкая к Земле со времён знаменитой сверхновой 1987 года в Большом Магеллановом облаке. Интересно, могут ли существующие детекторы поймать нейтринный сигнал от неё?

Увы, нет, она всё же слишком далека. До неё 3,5 мегапарсека, в 70 раз больше, чем до SN 1987A. Значит, сигнал будет меньше в 5 тысяч раз (70 в квадрате); при этом в детекторах "образца 1987 года" нейтринная вспышка дала в общей сложности 24 события (или 29, если учесть сомнительные события в детекторе LSD за 5 часов до основного массива).

Ныне действующие детекторы более чувствительны. Если бы в нашей Галактике сегодня вспыхнула сверхновая на расстоянии 10 кпк, то KamLAND и Borexino зарегистрировали бы несколько сотен нейтрино и антинейтрино (обратный бета-распад, упругое рассеяние на протонах), SuperKamiokande -- около 7000 антинейтрино (обратный бета-распад), в IceCube увеличилась бы скорость счёта подпороговых событий на 60% в течение секунды, другие существующие детекторы (такие как LVD, Баксан, DoubleChooz, RENO, Daya Bay, ICARUS...) тоже дадут некоторый отклик, такого же порядка или поменьше. Теперь делим всё это на 105 -- фактор дилюции, квадрат отношения расстояний (3,5 Мпк/10 кпк)2. Как видим, даже SuperK не хватает почти полутора порядков, чтобы зарегистрировать хоть одно нейтрино от SN 2014J.

А вот будущие мегатонные детекторы уже дотянутся до необходимой чувствительности. Так, HyperKamiokande будет иметь массу водной мишени раз в 20 больше, чем у SuperK, и ожидаемый сигнал от галактической сверхновой на 10 кпк будет составлять около 170 тысяч антинейтринных событий (по каналу обратного бета-распада с порогом 4,5 МэВ). Тут уже одно-два события можно было бы ожидать и от сверхновой в М82.

SN 2014J в Messier 82