Сверхновые создают «нейтринный туман» для гравитационных волн: новое моделирование
Исследователи представили новую модель стохастического гравитационно-волнового фона, порождаемого вспышками сверхновых. Работа опубликована на сервере препринтов arXiv.
Когда массивные звезды коллапсируют, выделяется огромное количество энергии, в том числе в виде гравитационных волн. Отдельные события слишком слабы, но их совокупность образует фоновый «шум», который несет информацию о физике этих взрывов.
В исследовании использовали большую коллекцию современных трехмерных симуляций сверхновых, охватывающих несколько секунд после коллапса. Это позволило выделить две основные составляющие фона.
Первая, на частотах от 0,01 до 1 Гц, связана с анизотропным излучением нейтрино — так называемой гравитационно-волновой памятью. Вторая, на частотах выше 100 Гц, возникает из-за движения вещества вблизи центра взрыва.
Наиболее перспективной для детектирования оказалась именно нейтринная составляющая. Ее характерный пик в районе 0,1 Гц попадает в диапазон чувствительности будущих космических детекторов гравитационных волн.
По оценкам авторов, в пике плотность энергии этого фона может быть сравнима с фонами от медленной инфляции и возможных реликтовых процессов. Это значит, что «нейтринный туман» сверхновых способен повлиять на поиски гравитационных волн из ранней Вселенной.
Открытие подчеркивает, насколько важны точные модели астрофизических источников для будущих экспериментов. Дальнейший анализ, вероятно, уточнит, насколько сильно сверхновые «засоряют» космический гравитационно-волновой эфир.
