On the nature and detectability of Type Ib/c supernova progenitors
许多II型超新星的祖先已经被观测确认，但对Ibc型超新星（SN Ibc）祖先的搜寻迄今为止还没有成功，尽管人们期望它们是明亮的沃尔夫-拉叶星（WR）。我们研究了大质量氦星的演化如何影响它们的视觉外观，并讨论了SN Ibc祖先的可探测性的影响。大质量WR星通过星风质量损失迅速失去氦包层，当其有效温度（与流体静力表面相关）超过150 kK时，它们的生命结束。在超新星爆发前阶段，它们的表面性质类似于WO亚型的热银河系WR星。与银河系WR星（Mv < -4）相比，尽管它们的热光度（log L/Lsun = 5.6 ~ 5.7）很高，但它们的窄波段视星等Mv = -1.5 ~-2.5，在视觉上是暗淡的。相比之下，相对低质量的氦星保留了厚厚的氦包层，在光学波段看起来相当明亮，这取决于最终的质量和在演化后期的包层膨胀历史。我们的结论是，SNE IBC观测到目前为止还没有提供强有力的约束祖先测辐射热光度和质量，即使最深的搜索。我们还认为，在任何光学图像中，识别Ic祖细胞比识别Ib祖细胞更具挑战性。
2012-07-16 astro-ph.HE astro-ph.SR
Seeing double: the frequency and detectability of double-peaked superluminous supernova light curves
在一些超亮超新星中发现双峰光变曲线，为它们的起源提供了重要的新线索。我们研究了已公布的所有Ic型SLSNe的测光，发现14个对象的约束数据或限制周围的爆炸时间。其中，8个（包括已经识别的SN 2006 oz和LSQ 14 bdq）在最早的时期显示出合理的通量过剩，这与多项式拟合的上升光变曲线有显著偏离（2-9 $σ$）。LSQ 14 bdq数据的简单标度表明，它们都与类似的双峰结构一致。PS1- 10 pm提供多色UV数据，表明早期“碰撞”阶段的温度为$T_{\rm bb}=25000\pm5000\,$ K。我们发现，一个双峰不能排除在任何其他6个对象，这种行为可能是普遍存在的。所观察到的凸点的均匀性对于相互作用动力模型是出乎意料的。引擎动力模型可以解释观测结果，如果所有的祖先都有扩展的半径，或者中心引擎在超新星爆炸后几天驱动冲击爆发。
2016-01-11 astro-ph.HE astro-ph.SR
Detectability of neutrino-signal fluctuations induced by the hadron-quark phase transition in failing core-collapse supernovae
本文提出一种频域似然比方法，无需假设振荡参数即可定量探测失败核心坍缩超新星中强子-夸克相变引起的中微子信号涨落，并基于17太阳质量模型给出IceCube和水切伦科夫探测器的可探测距离。
2023-12-26 astro-ph.HE
Detectability of Collective Neutrino Oscillation Signatures in the Supernova Explosion of a 8.8 $M_\odot$ star
为了研究集体中微子振荡（CNO）对来自附近超新星的中微子信号的影响，我们利用多角度效应对三味中微子振荡进行了模拟.背景流体动力学模型是基于中微子流体动力学模拟的8.8 \Msun祖星。我们发现，CNO开始后约100毫秒反弹。在此之前，CNO被物质诱导的退相干抑制。在倒置的质量等级中，$\barν_e$的光谱在CNO发作后变得更软。为了评估这种修改的可探测性，我们定义了一个硬度之间的比率的高能量中微子事件和低能量中微子事件采用一个固定的临界能量。我们发现，超神冈（HK）可以区分的超新星距离$\sim 10$ kpc的CNO的效果。另一方面，对于正常的质量等级，$ν_e$的光谱变得更软后，CNO的发病，我们表明，沙丘可以区分超新星的距离到$\sim 10$ kpc的这一功能。需要做更多的工作来优化临界能量的最佳值，以获得最大的灵敏度。我们还发现，如果$\barν_e$在HK中的光谱由于CNO而变得更软，则$ν_e$在DUNE中的光谱变得更硬，反之亦然。HK和DUNE分别在$\barν_e$和$ν_e$中观察到的协同作用将是测试CNO发生的有趣机会。
2020-03-06 astro-ph.HE hep-ph
Transition Magnetic Moments and Collective Neutrino Oscillations:Three-Flavor Effects and Detectability
在单角近似下，我们证明了跃迁磁矩对II型超新星核中Majorana中微子三味集体振荡的不可忽略的影响。我们认为，从一个银河系超新星的数据与地球上的实验可以潜在地给我们的线索中微子过渡磁矩的非零性质，如果这些是马约拉纳费米子，即使它们的值是小的预测由非零中微子马约拉纳质量增加的标准模型。
2013-03-13 astro-ph.HE hep-ph
Multi-energy diffuse neutrino fluxes originating from core-collapse supernovae
Department of Physics, Tohoku University（东北大学）
本研究通过核心塌缩超新星的特征，连接热MeV尺度中微子与非热高能中微子模型，探讨其在深入探索恒星物理方面的潜力。
2026-02-21 astro-ph.HE
Witnessing History: Rates and Detectability of Naked-Eye Milky-Way Supernovae
银河系平均每个世纪都会发生几次超新星爆炸，但在过去的一千年里，只有五颗超新星在历史记录中被确定。这种裸眼超新星的不足至少部分是由于银河系平面中的尘埃灭绝。我们探讨这种影响定量，发展的超新星概率分布的形式主义，占尘埃和观测者的通量限制。然后，我们构建了一个基准轴对称模型的超新星和尘埃密度，具有指数依赖于银河中心半径和高度，核心崩溃事件在薄磁盘和Ia型事件，包括厚磁盘组件。当没有通量限制时，我们的模型预测超新星本质上集中在银河系平面，Ia型事件延伸到更高的纬度，反映了它们的厚盘成分。然后，我们应用通量限制，包括灰尘的影响，预测历史超新星的天空分布。我们使用观测良好的超新星作为光变曲线的模板，并介绍了裸眼发现的标准。由此产生的天空分布与确信的历史超新星的位置惊人地不一致，没有一个位于我们模型的中心峰附近。事实上，SN 1054几乎完全位于反中心，而SN 1181位于银河系的第二象限。我们讨论这些差异的可能解释。我们计算了所有超新星的百分比，这些超新星的亮度足以被历史发现：核心坍缩的$\simeq 13\%$和Ia型事件的$\simeq 33\%$。使用这些和有信心的历史超新星，我们估计银河系超新星的内在率，发现与其他方法的一般协议。最后，我们敦促在南半球文明的历史记录中寻找超新星。
2020-12-11 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Euclid detectability of pair instability supernovae in binary population synthesis models consistent with merging binary black holes
本文基于双星布居模型，推导了欧几里德空间望远镜运行期间对不稳定超新星（PISNe）的预期探测数。我们的模型再现了全球最大的率在初级BH质量的$\sim 9-10$ $M_\odot$，和整体梯度的初级BH质量分布在二进制BH合并率与最近的观察一致。我们考虑不同的PISN条件，这取决于$^{12}$ C $(α, γ)^{16}$ O反应速率。基准和$3σ$模型分别采用标准和$3σ$ -较小的反应速率。我们的基准模型预测，欧几里得探测到几个氢贫PISNe。对于$3σ$模型，如果恒星质量分布扩展到$M_{\max} = 600 M_\odot$，则Euclid预计会检测到$\sim 1$贫氢PISN，但如果是$M_{\max} = 300 M_\odot$，则预期的数量会明显变小。我们可以通过观察到的PISN率来区分基准模型和$3σ$模型。这将有助于我们限制二元BH的起源和反应速率，尽管在$M_{\max}$和反应速率之间仍然存在简并。PISN喷出物质量估计从光变曲线和光谱获得的后续观测将是重要的解开简并。
2022-12-12 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Detectability of 100 TeV Gamma Rays from PeV Cosmic Rays Accelerated in the Early Phase of a Supernova Shock Wave
Nagoya University（名古屋大学）；Konan University（神户学院大学）；Université Montpellier, CNRS/IN2P3（蒙彼利埃大学，法国国家科学研究中心/欧洲核子研究组织）
本文通过计算II-P型超新星早期激波穿越致密星周物质时产生的100 TeV伽马射线通量，评估了CTA望远镜探测PeV宇宙射线加速的可行性，发现对邻近超新星进行50小时观测可探测至约4 Mpc距离。
2026-09-17 astro-ph.HE
Neutrino Fluxes from a Core-Collapse Supernova in a Model with Three Sterile Neutrinos
本文用数值方法计算了一颗超新星的引力坍缩特征及其质子中子核形成过程中产生的活动中微子和惰性中微子的通量。在不同的输入参数和初始条件下，计算了不同中子化程度的核物质中活动中微子和不育中微子的相对产额。在超致密核物质中，中子化共振度下产生的无菌中微子的比例显著增加已被证实。不育中微子对坍缩动力学和坍缩过程中产生的中微子总通量的贡献相对较小。无菌中微子的总光度比电子中微子的光度低得多，但它们的光谱在高能量下要硬得多。
2017-01-16 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
Detectability of Late-time Supernova Neutrinos with Fallback Accretion onto Protoneutron star
本文利用完整玻尔兹曼输运模拟研究原中子星回落吸积驱动的晚期超新星中微子发射，发现其能谱与味依赖特征不同于冷却模型，且Super-K与DUNE的联合观测可强约束中微子质量层级。
2024-01-09 astro-ph.HE hep-ph
Detectability and Characterisation of Strongly Lensed Supernova Lightcurves in the Zwicky Transient Facility
本研究利用ZTF实际观测日志模拟强引力透镜超新星光变曲线，发现光谱筛选的星等限制导致选择偏向高度放大事件，解释了观测与预测差异，并提出了基于颜色和SALT2参数的选择截断方法以优化候选体筛选。
2024-05-28 astro-ph.CO astro-ph.HE
On the detectability of BL Lac objects by IceCube
自2010年以来，冰立方观测到约50个60 TeV以上的宇宙起源高能中微子事件，但这些事件的天体物理来源仍然未知。最近，我们提出了高能发射BL Lac（HBL）对象作为高能中微子的候选发射体。假设高能伽马射线和极高能中微子通量之间成正比，我们计算了IceCube和目前正在建设的Km3NeT一年内预期的中微子事件数量。为了给出检测的重要性的值，我们还考虑了单个源的背景。为此，我们导出了μ子中微子产生的通过率，包括地球吸收的影响，地球的密度和截面$νN$。将此计算应用于HBL源和大气中微子背景，我们可以计算IceCube检测的预期意义，表明我们的方案与没有检测到HBL是兼容的。
2017-08-04 astro-ph.HE
Expectations for the Hard X-ray Continuum and Gamma-ray Line Fluxes from the Type Ia supernova SN 2014J in M82
Ia型超新星的硬X射线连续谱和伽马射线谱线主导了其综合光子发射，并可以提供独特的诊断喷出物的质量，$^{56}$镍产量和空间分布，其动能和膨胀速度，以及爆炸的机制。这种特征及其时间行为直接影响到大块碎片场的“X射线”，而不依赖于几十年来一直为这些事件的研究提供信息的、经常引起问题和复杂的紫外线、光学和近红外线光谱学以及辐射转移。然而，到目前为止，还没有从Ia型超新星爆炸中探测到硬光子。随着超新星SN 2014 J在M82中的出现，距离$\sim$ 3.5 Mpc，这种情况可能很快就会改变。NuSTAR和INTEGRAL都有可能探测到SN 2014 J，如果光谱和光变曲线能够被测量出来，将有效地约束过去$\sim$三十年中发表的各种爆炸模型。为了支持这些观测活动，我们提供了从文献中收集的15个Ia型爆炸模型的硬X射线连续谱和伽马线发射的预测。该模型集，包含爆燃，延迟爆轰，合并爆轰，脉冲延迟爆轰，和sub-dirasekhar氦爆轰模型，共同跨越了广泛的属性，因此，签名。我们提供了各种诊断的简要讨论（与例子），但重要的是，使光谱和线的结果，以电子方式提供，以帮助在预期的数据的解释。
2014-03-31 astro-ph.HE
On the Detectability of High-Energy Galactic Neutrino Sources
随着km**3体积尺度中微子探测器的到来，探测TeV中微子的第一个天文源的机会将大大增加。虽然中微子通量的理论估计包含很大的不确定性，但我们可以唯象地制定某些中微子源的可探测性条件。事实上，由于大多数银河系中微子源对TeV的伽马射线是透明的，它们的可探测性意味着伴随的伽马射线的最小通量。对于km**3体积中微子探测器的探测面积与能量的典型关系，我们得到了I_γ（20 TeV）>2*10^-15 ph/（cm**2 s）的定量条件，由于γ能谱在20 TeV处的归一化，该条件显得相当稳健，即几乎与中微子能谱的形状无关。我们注意到，年轻超新星遗迹RX J1713.7-3946和RX J0852.0-4622（Vela Jr）--两个最强的银河系伽马射线源--满足这个条件。高能中微子可探测性的初步条件是大部分γ射线具有强子起源：提出了一种新的方法来检验RX J1713.7-3946的这一假设。最后，我们评估的相关性中微子探测器位于北半球的银河系中微子源的搜索。特别是，我们认为，如果TeV中微子源与银河系的质量分布，其中一些将被观察到的探测器在地中海的概率是由1.4-2.9倍的冰立方相比。
2011-01-25 astro-ph.HE
$^{44}\rm Ti$ ejecta in young supernova remnants
背景：追踪超新星核合成中产生的不稳定同位素提供了超新星爆炸物理学的直接诊断。理论模型预测了各种各样的情况，这些情况可以通过对丰富的同位素$^{56}$ Ni和$^{44}$ Ti的观测来限制。后者的直接证据以前只在两个核心坍缩超新星事件中发现，在热核超新星中似乎不存在。G1.9+0.3、SN 1572和SN 1604通过它们的$^{44}$ Ti喷出物质量和爆炸运动学。方法：我们利用经验激励的高精度背景模型分析了候选源的INTEGRAL/SPI观测。我们分析了$^{44}$ Ti衰变链中发射的68、78和1157 keV的三条主要光谱分辨去激发线。助熔剂允许测定$^{44}$ Ti的产量。从谱线的多普勒特征中得到了剩余的运动学。结果：我们发现在所有三条线中Cas A的显著信号，其组合显著性为5.4 $σ$。对于$^{44}$ Ti和$^{44}$ Sc衰变，通量分别为$(3.3 \pm 0.9) \times 10^{-5}$ ph cm $^{-2}$ s $^{-1}$和$(4.2 \pm 1.0) \times 10^{-5}$ ph cm $^{-2}$ s $^{-1}$。我们通过对Cas A的分析获得的$^{44}$ Ti的通量高于之前的分析。我们讨论电势差。结论：我们获得了Cas A的高$^{44}$ Ti喷出物质量，这与对称2D模型的喷出物产率不一致。其他核心坍缩超…
2020-04-27 astro-ph.HE
Exploring the Fate of Stellar Core Collapse with Supernova Relic Neutrinos
大质量恒星的核塌缩导致不同物理因素的不同命运，从而产生不同的中微子谱。我们把超新星遗迹中微子作为研究恒星坍缩命运的探针。基于不同的核状态方程，我们给出了星核坍缩后三种合成态的SRN通量和事件率谱：典型质量的中子星、更高质量的中子星或形成黑洞的失败超新星。然后，可能的SRN焊剂形成为三种组分的混合物。我们还显示了预期的灵敏度在下一代水基切伦科夫探测器，SK-Gd和超神冈，作为约束的混合分数。该研究为利用SRN测量数据提取天体物理约束提供了一个实例。
2022-09-26 astro-ph.HE hep-ph
Interaction of supernova neutrinos with stochastic gravitational waves
研究了中微子在任意极化的引力波（GW）作用下的传播和味振荡。本文用微扰方法重新导出了三味中微子系统的有效哈密顿量。然后，利用这个结果，我们考虑了一般能量密度谱的随机引力波中中微子味的演化。得到了密度矩阵的方程，并在三种中微子味的情况下解析求解。作为一个应用，我们研究了在一个核心坍缩超新星发射的中微子束的味道含量的演变。我们得到了引力波对中微子通量贡献的解析表达式和描述中微子通量衰减到渐近值的阻尼衰减量的解析表达式。我们发现合并超大质量黑洞发射的引力波对中微子通量演化的贡献超过了恒星质量的黑洞。讨论了所得结果对中微子望远镜测量天体物理中微子的意义。
2021-08-23 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Fast neutrino flavor conversions near the supernova core with realistic flavor-dependent angular distributions
最近有人指出，来自超新星的中微子通量几乎在核心上方就可以显示出实质性的味道转换。使用线性稳定性分析和数值解的完全非线性运动方程，我们进行了详细的研究，这些快速转换，重点放在该地区的超新星核心。我们仔细地指定了空间或时间演化的不稳定性，并发现中微子向核心移动使快速转换更加普遍，即，这对于在$ν_e$和${\barν_e}$的天顶角光谱之间产生交叉的更宽范围的通量比和角度不对称是可能的。利用超新星模拟预测的通量和角分布，我们发现快速转换可以在几十纳秒内发生，距离假定的中微子球只有几米远。如果这些快速的味道转换确实发生了，它们将对超新星爆炸机制和核合成产生重要影响。
2016-09-12 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
Finding Core Collapse Supernova from the Epoch of Reionization Behind Cluster Lenses
目前正在进行调查，以利用引力透镜的星系团与爱因斯坦半径>35”在寻找最高的红移星系。来自再电离时期的相关超新星将其通量提高到检测阈值以上，延长其可见时间。我们预测詹姆斯韦伯太空望远镜（JWST）将能够发现红移超过z=7-8的透镜核心坍缩超新星。
2013-03-27 astro-ph.CO astro-ph.HE
Neutrinos from Carbon-Burning Red Supergiants and Their Detectability
本文研究碳燃烧阶段红超巨星发射的 MeV 中微子在地球上的可探测性，计算其通量与能谱，并评估现有地下探测器技术条件下探测和提前预报超新星的可行性。
2025-02-08 astro-ph.HE
A simple model for spectral swapping of supernova neutrinos
核心坍缩超新星释放出的中微子会因为高中微子通量而经历集体的味道转换。因此，不同口味的中微子可以（部分）交换它们的能谱，这种现象被称为（逐步）光谱交换或光谱分裂。我们简要回顾了一个简单的模型，解释这种现象。
2009-07-01 astro-ph.HE hep-ph
Detecting High-Energy Neutrinos from Galactic Supernovae with ATLAS
利用ATLAS对撞机探测器测量银河系超新星爆发后数天至数月产生的高能中微子通量，通过蒙特卡洛模拟预测10千秒差距处超新星事件数，并分析参宿四等候选源，具备区分味与中微子/反中微子的独特能力。
2024-01-17 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
A few moments to diagnose fast flavor conversions of supernova neutrinos
从超新星发出的中微子可能会在核心上方几乎立即发生味道转换，这可能会对超新星动力学和核合成产生影响。然而，这种快速转换的精确条件可能很难计算，并且需要了解与味道相关的中微子通量的完整角分布，这在典型的超新星模拟中是不可用的。在本文中，我们表明，整体风味演变定性类似于所谓的“零模式”的增长，由背景物质和中微子密度决定，这可以可靠地预测，仅使用电子轻子数分布的第二角动量，即，$ν_e$和$\barν_e$通量的角分布的差异。我们建议，这种零模式，既不需要计算完整的格林函数，也不需要详细的知识的角分布，可能是有用的初步诊断可能的快速味转换超新星模拟与适度解决的角分布
2018-11-05 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.SR
A survey of infrared supernova remnants in the Large Magellanic Cloud
利用斯皮策太空望远镜上的红外阵列相机（IRAC; 3.6、4.5、5.8和8 μm）和多波段成像光度计（MIPS; 24和70 μm）拍摄的近中红外图像，对大麦云（LMC）中的超新星遗迹（SNRs）进行了全面的红外研究。在47个真实的LMC SNR中，红外检测到29个，检测率高达62%。所有29个SNR均显示在24 μm处发射，29个SNR中的20个显示在一个或多个IRAC带中发射。我们给出了他们的4.5，8，24，和70 μm的图像和一个表格总结了他们的斯皮策通量。我们发现，大麦哲伦星云的信噪比比银河系的信噪比要暗得多，而且，在大麦哲伦星云的信噪比中，Ia型信噪比比核心坍缩的信噪比要暗得多。我们的结论是，基本上所有的SNR的MIPS发射起源于尘埃排放，而它们的IRAC发射起源于离子/分子线，多环芳烃排放，或同步辐射。红外辐射通量与射电和X射线辐射通量具有相关性。对于在红外和X射线中具有相似形貌的信噪比，24 ~ 70 μm的通量比值与热等离子体的电子密度有很好的相关性。0.1 μm大小的硅酸盐颗粒的碰撞加热发射很好地解释了整体相关性，但对于气体温度相对较低的成熟SNR，更有利于较小尺寸的颗粒群。对于那些在红外线和X射线之间出现不同的辐射，MIPS波段的辐射可能来自于被冲击辐射加热的尘埃。
2013-12-02 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Formation, distribution, and IR emission of dust in the clumpy ejecta of Type II-P core-collapse supernovae, in isotropic and anisotropic scenarios
在探索核心坍缩超新星喷出物中形成的尘埃的特征时，发现观测估计和理论预测之间存在很大差异。我们重新审视了在爆炸后的第一个3000天，在典型的超新星喷出物的尘埃生产的情况下，与不断变化的物理条件和团块的分布有了更好的了解。确定了喷出物中尘埃的一般不均匀分布，并据此计算了相关的不透明度和通量。新兴的流量对视角的依赖性估计为各向异性，椭球体的几何形状的喷出物，模仿SN 1987 A。我们模型的He-核心从中心到其外缘为450分层，cloudly，环形壳，唯一确定其独特的速度，其特征在于其丰度，密度，气体和尘埃温度的变化。我们发现，尘埃的形成开始于爆炸后的第450天至第550天，并持续到大约2800天，尽管前1600天是最多产的。尘埃总质量从500天的10^-5兆太阳质量发展到800天的10^-3兆太阳质量，最后在0.06兆太阳质量时达到饱和。富氧尘埃（硅酸盐、氧化铝）的质量在任何时候都占主导地位，富碳尘埃（无定形碳、碳化硅）的质量在爆炸后2000天之后才形成碳尘埃。我们发现，不透明度是最大的800和1600天之间，和富O尘埃物种的特征光谱特征被抑制在那些时候。沿着椭球体喷出物最小轴出现的通量被发现是最模糊的，而与该轴成16至21度的视角似乎与SN 1987 A在第615天和第775天的通量最一致。
2022-12-07 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Time-dependent high-energy gamma-ray signal from accelerated particles in core-collapse supernovae: the case of SN 1993J
一些核心坍缩超新星可能是有效的宇宙射线加速器，达到PeV范围，因此，在整个银河系宇宙射线种群中可能发挥重要作用。TeV伽马射线域可以用来研究多TeV和PeV范围内的粒子加速。这促使人们研究目前和未来伽马射线设施对这类超新星的探测能力。核心坍缩超新星的伽马射线辐射强烈地依赖于双光子湮灭过程的水平：超新星爆炸后的膨胀冲击波中发射的高能伽马射线光子可以通过对产生通道与来自超新星光球的软光子相互作用，从而强烈抑制离开系统的伽马射线通量。在SN 1993 J的情况下，其光球和冲击相关的参数测量良好，我们计算的时间演变的预期伽马射线衰减占时间和几何效应。我们发现，在SN爆炸后的头几天，衰减约为$10$数量级。如果在超新星爆发后1天或10天内进行观测，当伽马射线衰减降低到大约$2$数量级时，切伦科夫望远镜阵列探测到类似SN 1993 J的超新星的概率最高。
2020-04-06 astro-ph.HE
Neutrino Emission as Diagnostics of Core-Collapse Supernovae
随着银河系核心坍缩超新星的无数探测事件，当前和未来的中微子探测器将能够采样详细的，随时间变化的中微子通量和光谱。这为从中微子信号的各个阶段推断超新星物理学提供了巨大的可能性，从中子化爆发到吸积和早期爆炸阶段再到冷却阶段。该信号将约束年轻的原中子星的质量、半径等体参数的时间演化以及前身星的结构，探测超新星核心的多维现象，并约束早期爆炸阶段的动力学。除了进一步的天体物理学意义，超新星中微子也可能进一步阐明超核密度物质的性质和粒子物理学中的未决问题。
2019-04-24 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ex
Fast Flavor Depolarization of Supernova Neutrinos
与味道有关的中微子发射对超新星的演化及其中微子信号至关重要。在致密的各向异性的恒星内部，中微子-中微子前向散射可以导致快速的集体中微子振荡，这具有惊人的后果。我们提出了一个快速味去极化理论，解释了中微子味差异如何变小，即，由于扩散到更小的角尺度，我们表明，横向弛豫决定的时代，这不可逆的去极化。我们给出了一种方法来计算退偏通量，提出了一个简单的初始条件，这可能是一个重要的输入超新星理论和中微子现象的显式公式。
2021-02-18 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ex
Broadband non-thermal emission predictions based on 3D simulations of supernova explosions within active galactic nuclei jets
Universitat de València（瓦伦西亚大学）；Institut de Ciències del Cosmos (ICC), Universitat de Barcelona (IEEC-UB)（巴塞罗那大学宇宙科学研究所）
本研究通过三维相对论流体动力学模拟结合非热辐射模型，预测活动星系核喷流中超新星与喷流相互作用的宽带非热辐射，发现中等功率喷流在<100Mpc处的射电、光学、X射线流量可探测，或能解释喷流结状结构及贡献TeV伽马射线。
2026-10-14 astro-ph.GA astro-ph.HE
Cosmic-Ray Boosted Diffuse Supernova Neutrinos
针对宇宙射线散射增强中微子通量的研究热点，本文分析了宇宙射线与未被探测的弥散超新星中微子背景散射产生的增强通量，发现其远低于多种已知中微子通量。
2025-09-04 astro-ph.HE hep-ph
Multi-dimensional Features of Neutrino Transfer in Core-Collapse Supernovae
通过求解中微子分布函数的玻尔兹曼方程，研究了超新星核内中微子转移的多维性质。采用具有代表性的快照后反弹核心从其他超新星模拟在三维空间中，我们解决了时间演化的中微子分布函数的定态的玻尔兹曼求解器。利用S $_n$方法实现的多角度、多能量特性，我们揭示了空间三维中微子输运的真实特征，如非径向通量和非对角爱丁顿张量.此外，我们评估射线的射线近似，关闭我们的代码中的横向运输条款。我们证明了射线-射线近似倾向于沿着每条径向射线传播中微子球周围的量子态的涨落，并且高估了不同径向射线上中微子分布之间的变化。我们发现，射线-射线近似和完全玻尔兹曼输运之间的中微子密度和通量的差异变为~ 20%，这也是局部加热率的情况下，而玻尔兹曼输运中的体积积分加热率被发现只是略大于（~2%）在射线-射线近似中的对应物，由于不同的射线之间的抵消。这些结果表明，我们最好仔细评估各种近似的中微子转移在目前的模拟超新星动力学的可能影响。中微子分布函数的角矩和能量矩的详细信息将有利于未来中微子辐射流体力学数值方法的发展。
2014-11-13 astro-ph.HE
Where and when: optimal scheduling of the electromagnetic follow-up of gravitational-wave events based on counterpart lightcurve models
引力波（GW）事件的电磁（EM）跟踪需要扫描由所谓的“天空图”定义的宽天空区域，以检测和识别瞬态对应物。我们提出了一种新的方法，利用GW信号中编码的信息来构建“可检测性图”，该图表示在Skymap的每个位置（“哪里”）检测瞬态的时间相关（“何时”）概率。以中子星双星为例，利用从GW信号中提取的双星参数（天空位置、距离、轨道倾角、质量比）的概率分布作为输入，模拟了短伽马射线暴余辉和macronova辐射.由此产生的可能的光变曲线族是构建可探测性图的基础。作为一个实际的例子，我们将该方法应用于模拟的GW信号产生的中子星合并在75 Mpc的本地化的不确定性是非常大的（约1500平方度）。以VST、VISTA和MeerKAT为原型，构建了基于光学、红外和射电设施探测能力图的观测策略。假设极限通量r ~ 24.5，J ~ 22.4（AB星等）和500 μ Jy@1.4 GHz的曝光约1000 s，余辉和macronova发射成功地检测到的最小观测时间分别为7，15和5小时。
2017-08-01 astro-ph.HE
Pair Instability Supernovae: Light Curves, Spectra, and Shock Breakout
对于初始质量范围（140 < M < 260 Msun），恒星死于由对产生不稳定性引发的热核逃逸。它们产生的超新星能量非常高（高达~10^53尔格），并合成了大量的放射性同位素。在这里，我们模拟的演化，爆炸，和观测签名的代表对不稳定超新星（PI SNe）跨越一系列的初始质量和信封结构。预测的光变曲线持续了数百天，亮度范围从非常暗到非常亮，L ~ 10^44尔格/秒。最大质量的事件足够明亮，可以在高红移时看到，但是延长的光变曲线持续时间（~1年）--由宇宙学时间膨胀延长--可能很难将它们作为瞬变检测到。另一种方法可能是寻找爆炸冲击波到达恒星表面时发生的短暂而明亮的爆发。利用多波长辐射流体动力学程序，我们计算出，在静止坐标系中，PI SNe的激波爆发瞬变达到10^45-10^46尔格/秒的光度，在波长约30-170埃处达到峰值，并持续数小时。我们探讨了PI SNe发射在高红移的可探测性，并讨论了如何观察的光变曲线，光谱和突破发射可以用来约束的质量，半径和金属丰度的祖。
2011-01-17 astro-ph.HE
Supernova neutrino signals based on long-term axisymmetric simulations
我们研究了用轴对称CCSN模拟计算的来自核心坍缩超新星（CCSN）的理论中微子信号，该模拟覆盖了直到$\sim 4$ ~s的反弹后阶段。我们提供了中微子信号的基本数量，如事件率，能谱，和累积事件数在一些地面中微子探测器，然后讨论了一些新的功能，在后期出现在我们的模型。与普遍的看法相反，在后期阶段的中微子发射并不总是稳定的，而是有时间波动，其活力取决于CCSN模型和中微子味道。我们发现，这样的时间变化主要不是由原中子星（PNS）对流驱动，但在爆炸模型的回落吸积。我们评估这些时间变化的可检测性，并发现IceCube是最有前途的检测器来解决它们。我们还更新了拟合公式首次提出在我们以前的论文中，总中微子能量（TONE）在CCSN源发射的估计从每个探测器的事件的累积数量。这将是一个强大的技术，用于分析实际观测，特别是低统计数据。
2021-07-12 astro-ph.HE hep-ex hep-th
Probing neutrino decay scenarios by using the Earth matter effects on supernova neutrinos
对来自下一个星系核心坍缩超新星（CCSN）的中微子光谱中地球物质效应的观测，原则上可以揭示中微子质量排序是正常的还是颠倒的。确定质量排序的可能方法之一是通过观察中微子在到达探测器之前穿过地球时光谱中出现的调制。中微子光谱中的这些特征取决于两个因素：中微子的平均能量，以及超新星内部产生的电子和其他味道的主要中微子通量之间的差异。然而，最近的研究表明，CCSN中微子的地球物质效应预计是相当小的，很难被目前运行或计划中的中微子探测器观测到，主要是因为电子和其他类型的中微子之间的平均能量和通量的相似性，除非到CCSN的距离明显小于通常预期的距离，$\sim 10$ kpc。在这里，我们正在寻找的可能性，如果非标准的中微子性质，如中微子的衰变可以增强地球物质的影响。在这项工作中，我们表明，不可见的中微子衰变可能会显着提高地球物质的影响$ν_e$和$\barν_e$通道在同一时间的质量排序，即使电子和其他口味的中微子之间的中微子光谱是非常相似的，这是一个不同的功能没有预期的CCSN中微子与标准振荡的衰变效应。
2021-09-06 astro-ph.HE hep-ph
How well can new particles interacting with neutrinos be constrained after a galactic supernova?
我们银河系中的超新星事件将导致在几秒钟的时间范围内在地球上检测到大量的中微子。原则上，这些中微子将以三种不同的温度产生，分别是电子、反电子和剩余的重味。我们重新审视的可能性，新的兆电子伏质量粒子$χ$也产生热事件期间，散射的中微子和改变它们的温度。我们的主要重点是使用中微子光谱的这种效果的可探测性，考虑到恒星物质的温度和密度分布的大的不确定性。通过边缘化一个简单的分析模型的恒星轮廓的参数，我们发现，超级神冈可以放置在$σ_{χν} \sim 10^{-40} \cdot (T / \mathrm{MeV})^2$厘米$^2$的水平上的散射截面的上限为10兆电子伏的质量粒子在90%的置信度。一个类似直接探测的实验将不太容易受到中微子产生和混合的系统不确定性的影响，但这将需要一个大约100吨的目标质量，以获得足够的统计数据来与超级神冈竞争。
2016-04-29 astro-ph.HE hep-ph
Synoptic Sky Surveys and the Diffuse Supernova Neutrino Background: Removing Astrophysical Uncertainties and Revealing Invisible Supernovae
在我们的宇宙视界内，来自所有核心坍缩超新星的累积（反）中微子产生产生了弥散超新星中微子背景（DSNB），这是在可探测性的边缘。观测到的流量取决于超新星物理学，但也取决于超新星爆炸的宇宙历史;目前，宇宙超新星爆发率引入了相当大的（+/-40%）不确定性，主要是通过其绝对标准化。然而，一种新的宽视场重复扫描（天气）光学天空调查即将上线，并将以前所未有的深度，完整性和动态范围在时域中绘制天空。我们表明，这些调查将获得宇宙超新星率直接计数，在一个公正的方式和高统计，从而将允许精确的预测DSNB。即将进行的巡天将大大减少DSNB源历史的不确定性，预计将由系统学主导+/-5%，因此观测到的高能通量将测试超新星中微子物理学。即将进行的巡天观测可到达的宇宙部分（z < 1）包括预期的10-26 MeV DSNB事件率的大部分（约87%）的祖先。我们表明，精确测定（光学检测）宇宙超新星的历史也将使DSNB成为一个强大的探测器的额外的中微子通量从光学不可见的超新星，这可能是看不见的，无论是由于意外的大尘埃遮蔽在宿主星系，或因为一些核心坍缩事件直接进行黑洞的形成，并没有给出一个光学爆发。
2010-03-11 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Collective neutrino oscillations and detectabilities in failed supernovae
在三味多角度近似下，研究了一个球对称的超新星爆炸模拟中的集体中微子振荡。一颗失败的超新星在短时间内释放出高中微子通量，而强烈的吸积过程伴随着高电子密度，足以经历重新坍缩成黑洞。我们的结果表明，物质诱导效应完全占主导地位的中微子自相互作用效应和多角度的物质抑制发生在我们研究的所有时间快照。这些事实表明，只有MSW共振影响失败的超新星的中微子味转换和简单的光谱将在中微子探测器上观察到。我们还估计了当前和未来的中微子探测器从一个源在10千秒差距的银河系事件的中微子事件率。中微子探测的时间演化可以提供有关致密和热物质的信息，并约束中微子质量排序问题。
2018-11-08 astro-ph.HE hep-ph
