اطلاعیه سمینار هفتگی دانشکده فیزیک- خانم دکتر مریم آقائی

عنوان سمینار: 

Prospects for unveiling the Central Engine of Core-collapse Supernovae:

چکیده: 

فرآیند فیزیکی که باعث ایجاد ابرنواختر رمبش هسته‌ای می‌شود، بسته به جرم ستاره‌ی اولیه، میتواند از یک ستاره‌ی نوترونی یا سیاهچاله‌ی چرخان نشأت گرفته باشد. اگر موتور محرکه یک سیاهچاله چرخان باشد، به دلیل انرژی دورانی ذخیره شده در اسپین که بسیار بیشتر از انرژی ذخیره شده در یک ستاره‌ی نوترونی است، ابرنواختر همراه با تابش یک سیگنال موج گرانشی خواهد بود. تابش این موج گرانشی به یک کاتالیزور نیاز دارد که اسپین سیاهچاله را به موج گرانشی تبدیل کند. این کاتالیزور می‌تواند توسط ماده‌ی با چگالی بالا که سیاهچاله را به صورت یک دیسک یا چنبره برافزایشی احاطه می‌کند، شکل بگیرد. این سیستم منجر به تابش موج گرانشی خواهد شد که بر خلاف سیگنال حاصل از ادغام دو سیاهچاله، فرکانس آن با زمان کاهش می‌یابد: سیگنالی مشابه GW170817B. در این سمینار، با توجه به ویژگی‌های فراگیر سیاهچاله‌ها، امکان آشکارسازی امواج گرانشی حاصل از این ابرنواخترها توسط LIGO-Virgo-KAGRA (LVK) در طی O4 را بررسی می‌کنیم. در این راستا آهنگ رخداد ابرنواخترهای رمبش هسته‌ای، همراهی برخی از آنها با انفجار پرتو گاما بلند (LGRB) و مقیاس جرمی GW170817B/GRB170817A در نظر گرفته خواهد شد. برای سیاهچاله‌ی چرخان با جرم M و بر اساس GW170817B، موج گرانشی با فرکانس f_GW≲ 700 Hz(M_0/M) و با انرژی E_GW≃3.5% M_⊙ c^2 (M/M_0 )  پیش‌بینی می‌شود که در آن M_0≃2.8 M_⊙ است. در نتیجه با توجه به آهنگ رخداد این رویدادها در شعاع 50-100Mpc، تحلیل دقیق داده‌های امواج گرانشی LVK با روش‌های مستقل از روند تغییر فرکانس سیگنال، میتواند تبهگنی بین دو امکان مختلف برای موتور محرکه برنواخترهای رمبش هسته‌ای را از بین ببرد و به این سوال پاسخ دهد که آیا یک رویداد واحد از یک سیاهچاله نشأت گرفته یا یک ستاره‌ی نوترونی.