Two-dimensional models of core-collapse supernova explosions assisted by heavy sterile neutrinos
本文构建含τ中微子与150–200 MeV重惰性中微子混合的二维核心坍缩超新星模型，发现其衰变可增强爆炸能量与镍质量，并产生约80 MeV的τ反中微子特征信号。
2024-06-14 astro-ph.HE hep-ph
Resonance production of keV sterile neutrinos in core-collapse supernovae and lepton number diffusion
我们研究如何假设的粒子-不育中微子-可以通过$\barν_μ$和$\bar ν_τ$的共振转换在爆炸的超新星内部产生。我们处理的新颖之处在于适当考虑轻子数扩散。我们计算了无菌中微子的产率，发现即使考虑到反反应，无菌中微子可以进行相当大的一部分爆炸的总能量相比，活性中微子。然而，生产对内部超新星区域的温度呈指数敏感，这使得具有挑战性的预测变得强大。为了了解这种产生是否会影响超新星的演化并因此受到限制，需要进行详细的模拟，包括无菌中微子的影响。
2022-12-02 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Cosmogenic neutrino fluxes under the effect of active-sterile secret interactions
超高能宇宙成因中微子可能是一个独特的机会，揭示可能的新的物理相互作用，一旦仅限于中微子部门。在本文中，我们研究了一个秘密的积极的不育的相互作用，介导的赝标量，宇宙成因中微子的预期流量的可观察到的效果。结果表明，对于质量为数百MeV的不育中微子和赝标量，必须逃避宇宙学，天体物理学和基本粒子的约束，这种新的相互作用的存在下，可以显着改变宇宙成因中微子在地球上的能量范围从PeV到ZeV的能谱。有趣的是，如果标量介质质量在250 MeV左右，并且UHECR由质子分量主导，则在GRAND装置上可以检测到光谱的失真。更大的介质质量或由更重的原子核主导的UHECR的化学成分将需要更大的宇宙射线设备，这在未来可能是可用的。
2020-05-12 astro-ph.HE hep-ph
Constraining sterile neutrinos by core-collapse supernovae with multiple detectors
eV尺度的无菌中微子被用来解释实验中的一些反常结果，\textit{such as}是指LSND中反应堆中微子通量的不足和$\barν_μ\to\barν_e$的过剩。这一假设可以通过未来的核心坍缩超新星中微子探测独立地进行测试，因为活性-无菌混合方案会影响超新星内部中微子的味道转换。在这项工作中，我们计算预测的超新星中微子事件在未来的探测器- DUNE，超K，和朱诺-在中子化爆发阶段发射的中微子时，亮度的$ν_e$占主导地位的其他口味。我们发现，对于一个超新星发生在10千秒差距内，在事件数的差异与无菌中微子允许排除无菌中微子假设在超过$99\%$的置信水平鲁棒。在$\sin^22θ_{14}$ - $Δm_{41}^2$平面上，导出的无菌中微子混合参数的约束条件比宇宙学和正在进行或计划中的反应堆实验的结果好两个数量级以上.
2021-03-18 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ph
Probing secret interactions of eV-scale sterile neutrinos with the diffuse supernova neutrino background
质量在eV尺度的惰性中微子和$θ_0\simeq 0.1$级的大混合可以解释短基线中微子振荡数据中发现的一些异常。在这里，我们重新审视中微子门户的情况下，eV尺度的不育中微子通过一个新的规范矢量玻色子$ϕ$的自相互作用。它们在早期宇宙中通过与活动中微子混合而产生，可以被无菌区的诱导有效势抑制。我们研究了不同的宇宙学观测如何约束这个模型，在新的规范玻色子，$M_ϕ$，和它的耦合到不育中微子，$g_s$的质量。然后，我们将探讨如何探测这个特定模型的允许参数空间的一部分与未来的观测扩散超新星中微子背景的超神冈和DUNE探测器。对于$M_ϕ\sim 5-10$ ~keV和$g_s \sim 10^{-4}-10^{-2}$，在宇宙学约束条件允许的情况下，我们发现扩散的超新星中微子在到达地球的途中与残余的不育中微子相互作用会导致中微子谱的显著下降，这将在这些探测器上观察到的事件谱中产生独特的特征。
2018-05-30 astro-ph.HE hep-ph
Pulsar Kicks from Active-Sterile Neutrino Transformation in Supernovae
对射电双星的观测表明，它们的速度很大，可能超过1000 km/s。在这项工作中，一个积极的无菌中微子转换机制，以提供这些大脉冲星踢的功效进行了研究。一个相空间为基础的方法是通过在质子中子星的MSW类共振，以改善估计的脉冲星踢，可以在这样的事件中产生的幅度，按照活动中微子的不育中微子的转换。其结果是，这种机制可以产生大的脉冲星反冲，而不会使恒星过冷。
2011-06-17 astro-ph.HE hep-ph
Sterile neutrino dark matter and core-collapse supernovae
我们探讨了无菌中微子暗物质对核心坍缩超新星爆炸的影响。我们把电子中微子或混合$μ,τ$中微子和右手无菌中微子之间的振荡纳入超新星模型。我们已经选择了不育中微子质量和混合角是一致的不育中微子暗物质候选人，最近的X射线通量测量。利用这些模拟，我们已经探讨了无菌中微子的核心反弹和冲击再加热的影响。我们发现，对于与大多数暗物质约束一致的无菌中微子质量和混合角的范围，冲击能量可以显著增强，甚至可以使不爆炸的模型爆炸。此外，我们还发现，一个无菌中微子的存在可能会导致可检测到的中微子光度的变化。
2016-04-08 astro-ph.HE
Heavy sterile neutrino emission in core-collapse supernovae: Constraints and signatures
在坍缩的超新星（SN）核中，可以产生质量为${\mathcal O}(100)$ MeV的重惰性中微子与活性中微子的混合。为了避免过多的能量损失，缩短SN 1987 A中微子暴的观测持续时间，我们证明了活跃-惰性中微子混合角应满足$\sin^2 θ\lesssim 5 \times 10^{-7}$ .对于与tau风味的混合物，该结合比来自实验室搜索的结合强得多。此外，我们表明，在可行的参数空间中，这种“重”的不育中微子在SN信封的衰变将导致一个非常有活力的子活动中微子流量，如果不是太远低于目前的限制，这将是可检测的大型地下中微子天文台，如超级神冈，作为一个（稍微延迟时间）的高能量碰撞在即将到来的银河系SN事件的频谱。
2019-12-23 astro-ph.HE hep-ph
Probing secret interactions of eV-scale sterile neutrinos with the diffuse supernova neutrino background
虽然有三种“活跃”中微子与误差条内的混合角结果一致，但有一些异常可能是超出标准模型的物理学暗示，该模型可以容纳第四种主要是“无菌”的中微子物质，其质量为eV级，混合角为$θ_0\simeq 0.1$级的活跃中微子。我们描述了一个eV尺度的不育中微子的情况下，通过一个新的规范矢量玻色子，一个“秘密”的调解人$ϕ$的自相互作用。我们表明，它们的生产在早期宇宙通过混合与活跃的中微子是一致的大爆炸核合成和自由流的限制在宇宙微波背景时代。对于keV的$M_ϕ=4-8$和无菌中微子耦合$g_s=10^{-4}$，我们发现扩散的超新星中微子与在向地球传输过程中残留的无菌中微子的共振相互作用会引起中微子通量的光谱下降。我们说明了相应的（反）中微子事件分布作为一个功能的能量在DUNE（超神冈）探测器。
2020-12-10 astro-ph.HE hep-ph
Core-collapse supernova explosions hindered by eV-mass sterile neutrinos
本研究通过二维流体动力学模拟发现，电子伏特质量惰性中微子经活跃-惰性振荡可减少电子中微子通量、降低爆炸能量，甚至阻止核心坍缩超新星爆炸，并可用DUNE观测约束其混合参数。
2025-04-20 astro-ph.HE hep-ph
Observable features in (ultra)high energy neutrinos due to active-sterile secret interactions
我们考虑了一种新的赝标粒子介导的活性无菌秘密中微子相互作用对高能和超高能中微子通量的影响。特别是，我们专注于3个活性和1个无菌中微子的情况下耦合的味道依赖的相互作用，扩展的情况下，1个活性和1个无菌中微子，我们最近检查。我们发现，根据无菌中微子与活动部门的相互作用的种类，新的区域的参数空间的秘密相互作用，现在允许导致有趣的现象学影响的两个基准通量，我们认为，即天体物理幂律通量，在低于100 PeV的范围内，和宇宙起源通量，在超高能量范围。首先，最终的有效通量可以在未来的实验中观察到可测量的损耗。特别是，在只有τ中微子相互作用的情况下，我们发现对天体物理幂律通量的影响可以如此之大，以至于已经被IceCube实验探测到。此外，我们发现风味比的能量依赖性具有有趣的特征。
2020-11-25 astro-ph.HE hep-ph
Supernova Gamma-Ray Constraints from Heavy Sterile Neutrino Decays
本文改进超新星重惰性中微子衰变的γ射线通量计算，重估SN1987A与弥散γ射线背景约束，并评估现有及未来望远镜对极小混合角的探测能力。
2025-03-17 astro-ph.HE hep-ph
The Neutrino Magnetic Moment Portal and Supernovae: New Constraints and Multimessenger Opportunities
本文利用SN1987A、未来银河系超新星及弥散光子与中微子信号，约束通过跃迁磁矩门户耦合的惰性中微子，并评估Fermi-LAT、DUNE等实验的多信使探测灵敏度。
2023-04-21 astro-ph.HE hep-ph
Impact of active-sterile neutrino mixing on supernova explosion and nucleosynthesis
结果表明，对于由反应堆中微子异常所暗示的活性-无活性味混合参数，在8.8 M太阳电子俘获超新星的核心附近，电子分数为\approx 1/3的区域发生了大量的\ν_e-\ν_s和\bar\ν_e-\bar\ν_s转换.与没有这种转换的情况相比，喷射物质的中子丰度提高，可以生产从Sr，Y和Zr到Cd的元素，与贫金属恒星HD 122563的观测结果基本一致。活跃-无菌的味道转换也强烈抑制中微子加热，有时它是重要的复苏的冲击。我们的研究结果表明，超新星爆炸和核合成的模拟可以用来约束主动无菌混合参数结合中微子实验和宇宙学的考虑。
2013-11-15 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
Probing self-interacting sterile neutrino dark matter with the diffuse supernova neutrino background
本文提出利用 DSNB 能谱中的凹陷特征探测 keV 级强自相互作用惰性中微子暗物质，并说明未来中微子探测器可检验规避现有约束的参数。
2023-12-08 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Detection of ultra high energy neutrinos by IceCube: Sterile neutrino scenario
短基线中微子振荡实验、宇宙微波背景辐射测量中的过量辐射、非重子暗物质候选者的必要性以及冰立方中中微子通量的耗尽似乎都暗示着标准模型之外的新物理。解决这些问题的一个经济的方法是引用无菌中微子的存在。我们提出了简单的扩展标准模型与额外的三个不育中微子和讨论相应的PMNS一样中微子味混合矩阵。这里主张的不育中微子方案的值得注意的特点是，最轻的一个几乎是简并与一个活跃的中微子，第二个不育的质量为eV级，最重的是在keV范围内。在目前的情况下，短基线异常解释通过$Δm^2\sim 1\, {\rm eV^2}$，在冰立方中的μ介子中微子通量的耗尽解释通过$Δm^2\sim 4.0\times 10^{-16}\, {\rm eV^2}$和暗物质的问题是通过$Δm^2\sim 1\, {\rm keV^2}$解决。我们提出的混合矩阵也与观测到的中微子振荡数据相一致。结果表明，来自伽马射线暴的高能μ介子和τ中微子通量在冰立方中分别可被耗尽38%和43%。μ介子和τ中微子通量的大量损耗是由于它们与无菌中微子的混合虽然很小，但相当可观。
2013-11-04 astro-ph.HE hep-ph
Impact of sterile neutrinos on the early time flux from a galactic supernova
我们研究的eV质量尺度的无菌中微子的存在的影响--在球场上的参数是什么需要适合实验室的异常-在早期的电子中微子和反中微子通量与核心坍缩超新星（SN）的时间配置文件。特别是，我们专注于在第一个几十毫秒的信号中预期的中子化爆发的普遍特征：提供一个具有足够灵敏度的检测器是可用的，这是众所周知的，在3中微子框架中的中微子通道中的中子化爆发的检测将信号倒置的质量等级。这个结论是显着改变的存在下，一个不育中微子：我们在这里研究分析和数值的参数空间中的区域，这个特征信号消失，模仿正常的层次预期。相反，检测到一个峰值与预期的倒置质量等级一致，将排除存在一个无菌状态在一个更广泛的参数空间比实验室异常拟合所需的，甚至探测器在不久的将来上线。此外，我们还发现了能量-时间双微分通量的特殊变化，由于运动学原因出现了延迟峰，这可能在有利的参数和银河SN的高统计检测的情况下提供了显着的签名。我们还评论其他潜在的有趣的影响，在电子antineutrino通道，如果一个以上的角度在积极的无菌部门是非零的。作为一个辅助的结果，我们得出的技术解决方案的方程，在附录中，我们报告的凯莱-汉密尔顿形式主义的演变的四中微子系统的物质，概括现有的结果在文献中。
2014-08-21 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ph
Resonant Spin-Flavor Precession of Sterile Neutrinos
本研究分析超新星中有源中微子与重惰性中微子的共振自旋-味转换效应，推导转换后中微子流，并结合DUNE和Hyper-Kamiokande的中子化爆发事例率给出中微子磁矩的新约束，对eV级惰性中微子灵敏度达10^-15 μ_B量级。
2025-01-15 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Decoherence-effects in the neutrino-mixing mechanism: active and sterile neutrinos in the three flavor scheme
本文分析了类超新星环境中量子退相干对中微子极化矢量进动的影响。为了进行研究，我们已经确定了极化矢量的时间依赖性，通过求解不同的中微子混合方案的运动方程。计算结果表明，退相干的开始强烈依赖于所采用的混合方案的参数。作为例子，我们考虑了：a）活动中微子之间的混合和b）活动端无菌中微子之间的混合。
2018-07-10 astro-ph.HE hep-ph
511 keV line constraints on feebly interacting particles from supernovae
核心坍缩超新星（SNe）可以大量产生质量为O（10-100）MeV的弱相互作用粒子。在本文中，我们考虑的情况下，MeV的不育中微子和暗光子混合的普通中微子和光子，分别。此外，无菌中微子和暗光子都可能在到达地球的途中衰变为正电子。这些正电子会在银河系介质中与电子湮灭，并对511 keV谱线中的光子通量做出贡献。使用SPI（SPectrometer on INTEGRAL）观测这条谱线，将这些粒子的混合参数的界限提高了几个数量级，低于SN 1987 A能量损失参数已经排除的范围。
2022-03-29 astro-ph.HE hep-ph
Limits on active-sterile neutrino mixing parameters using heavy nuclei abundances
由于快速中子俘获机制（r-过程）而产生的重质量元素与天体物理学情景有关，如超新星和中子星合并。在r过程中，中子俘获之后是$β$衰变，直到达到核稳定。在导致同位素产生的核弱衰变链中，一个关键因素可能是控制中微子扇区的参数的变化，这是由于活性和无菌物质的混合。在这项工作中，我们已经解决了这个问题，并计算了$β$衰变率的r-过程链中所涉及的中微子混合参数的函数。然后，这些速率被用于计算核心坍缩超新星和中子星合并中产生的重元素的丰度，从不同的初始质量分数分布开始。分析表明，核塌缩超新星环境对重核总丰度的贡献约为$30\%$，而中子星合并环境对重核总丰度的贡献约为$70\%$.利用已有的实验数据，我们对活跃-惰性中微子混合角进行了统计分析，得到了一个最佳拟合值$\sin^2 2θ_{14}=0.22$，该值与文献中报告的其他研究中发现的值相当。
2021-04-18 astro-ph.HE nucl-th
Constraining neutrino superluminality from searches for sterile neutrino decays
超光速中微子预计会因韧致辐射而失去能量。如果运动学允许的话，它主要由e+e-对产生。同样的特征也被用于寻找假设的重无菌中微子的三体衰变。由于在CERN PS191和CHARM实验中没有这些过程，我们在0.2 GeV至280 GeV的能量范围内设定了中微子速度的上限。我们的极限远低于最近OPERA结果所支持的中微子速度。对于与能量无关的中微子速度，本文得到的极限比ICARUS实验和超新星SN 1987 a观测得到的极限更强。
2012-05-20 astro-ph.HE hep-ex 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
Anomalous ANITA air shower events and tau decays
南极脉冲瞬变天线（ANITA）中的两个不寻常的中微子事件似乎是由从地平线以上25-35度角的地球上出现的粒子的空气簇射产生的。我们用一个简化的探测模型来计算ANITA的有效孔径，以说明入射标准模型τ中微子和与τ中微子混合的无菌中微子的预期事件的角度依赖性的特征。我们将无菌中微子孔径的结果应用到暗物质的场景中，长寿命的超大质量暗物质衰变为无菌中微子样粒子。我们发现，对于τ衰变产生的上行空气簇射，从标准模型的各向同性通量来看，通过抑制的弱相互作用截面耦合到τ的无菌中微子或其他粒子不能对异常事件负责。
2019-06-27 astro-ph.HE hep-ph
Active-sterile Neutrino Oscillations in Neutrino-driven Winds: Implications for Nucleosynthesis
核心坍缩超新星（CCSN）中产生的质子中子星通过其强烈的中微子发射驱动风。我们实施积极的无菌中微子振荡在这种中微子驱动的风的稳态模型，以研究其对风的动力学和核合成的自洽方式的影响。使用真空混合参数表明的一些实验的无菌$ν_s$的质量$\sim 1$ eV，我们观察到有趣的功能，由于各种反馈的振荡。对于较高的$ν_s$质量值，我们发现，振荡可以减少质量损失率和风速的一个因素的$\sim 1.6$ -2.7和改变的电子分数核合成的关键由一个显着的大量。在最引人注目的情况下，振荡转移的核合成从占主导地位的生产$^{45}$ Sc的$^{86}$ Kr和$^{90}$ Zr在CCSN演化的早期时期。
2019-06-08 astro-ph.HE astro-ph.SR
Heavy sterile neutrinos in stellar core-collapse
我们进行球对称模拟的核心崩溃的一个单一的祖星的零年龄的主序星质量$M_{\rm ZAMS} = 15 \, M_{\odot}$与两个模型的重不育中微子的质量范围为100兆电子伏$/c^2$。根据这两个模型，这些假设的粒子在中心大量产生，向外流动，随后衰变释放能量进入标准模型的最终状态（包括中微子）。我们发现，它们可以导致一个成功的爆炸，否则非爆炸的祖细胞。取决于它们的未知参数（例如，质量和与物质的耦合常数），我们得到没有爆炸或两种类型之一的爆炸，即，通过加热停滞激波下游的气体，类似于超新星爆炸的标准情况，或者通过加热更高半径的气体，从外核或包层中蒸发物质，而中心继续吸积物质。在这两种情况下，爆炸能量可能非常高。我们推测，这种新型的爆炸会产生与普通事件明显不同的电磁信号，因为喷出物中相对缺乏重元素。核心坍缩模拟和天体物理观测的结合可能会进一步限制不育中微子的参数。
2018-10-24 astro-ph.HE astro-ph.SR 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
Searching for sterile neutrinos in ice
对LSND、MiniBooNE和其他一些实验结果的振荡解释要求存在质量为$\sim 1$ eV的无菌中微子并与活性中微子$|U_{μ0}|^2 \sim (0.02 - 0.04)$混合。不久前人们已经意识到，这种中微子的存在会显著影响TeV范围内的大气中微子通量，这可以由冰立方中微子天文台进行测试。鉴于第一次冰立方数据发布，我们已经重新审视了高能大气中微子在一个不育中微子的存在下的振荡。详细研究了各种混合方案的振动概率的性质，包括解析和数值计算。对最简单的$ν_s-$质量和$ν_s - ν_μ$混合方案计算了$ν_μ-$事件的能谱和角分布，并与IceCube数据进行了比较。对现有数据的统计分析表明，在$ν_s-$质量混合情况下，具有LSND/MiniBooNE所需参数的无菌中微子可以在大约$3σ$水平上被排除.然而，根据目前可用的IceCube数据，不能排除$ν_s- ν_μ$混合方案。
2011-07-04 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
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
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
Reexamination of a Bound on the Dirac Neutrino Magnetic Moment from the Supernova Neutrino Luminosity
研究了超新星核心条件下中微子螺旋度翻转过程，由于磁矩与等离子体电子和质子的相互作用，产生的左手中微子可以转化为相对于弱相互作用无菌的右手中微子.而不是在以前的分析中使用的SN核心的均匀球模型，被认为是现实的模型在超新星核心的物理参数的径向分布和时间演化。在右手中微子辐射对总冷却时间尺度的影响有限的条件下，我们得到了狄拉克中微子磁矩随时间平均的新上限.
2010-11-09 astro-ph.HE hep-ph
Enhanced Muonization by Active-Sterile Neutrino Mixing in Protoneutron Stars
本文研究核心坍缩超新星原中子星中ν_μ-ν_s混合，发现惰性中微子产生由MSW转换主导，其逃逸增加ν_μ轻子数并增强μ子化，建议在超新星模拟中包含该混合以评估定量影响。
2024-08-05 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
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
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
Fast time variations of supernova neutrino fluxes and their detectability
在延迟爆炸的核心坍缩超新星（SNe）的情况下，吸积阶段表现出明显的对流翻转和低多极流体动力学不稳定性，站立吸积激波不稳定性（SASI）。这些效应在出现的中微子通量上留下了可检测的快速时间变化。在现有的探测器中，IceCube最适合这项任务，在10 kpc的基准SN距离的吸积阶段提供每毫秒约1000个事件的事件率，可与百万吨水切伦科夫探测器相媲美。如果SASI活动持续几百ms，则具有平均信号的1%的幅度的傅立叶分量明显地从散粒噪声中突出。我们详细分析了轴对称流体动力学模拟的输出，预测更大的振幅高达几百赫兹的频率。如果这些模型大致代表了现实的SNe，那么中微子信号的快速时间变化很容易在IceCube或未来的兆吨级仪器中检测到。我们还讨论了从这种测量中可以推断出的有关SN核物理和SN爆炸机制的信息。
2010-08-23 astro-ph.HE hep-ex
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
$^{44}\rm Ti$ 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
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
