時間の経過に伴うニュートリノ生成率


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宇宙でのニュートリノ生成率は時間とともに変化しましたか?初期に比べて、現在作成されているのは多かれ少なかれありますか?

回答:


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若い銀河には非常に大きな星があったため、今日よりも数十億年前に、より多くのニューリノが生成されているようです。ビッグバン後の最初の数秒は触れません。誰かが望めばできますが、星の形成を投稿すると、驚くほど簡単な問題です。

ニュートリノは主に星の核反応で生成されます。大きな星は小さな星よりもはるかに多く生成します。10個の太陽質量を持つ星は、大まかに、約10,000個のニュートリノを生成します。彼らが約1000万から1500万年しか生きないので、そのサイズの星は珍しいです。ニュートリノの生成に関しては、800スターのうち約1つだけがBタイプ以上であり、それらのほとんどは数個の太陽質量であり、太陽が生成するニュートリノの数の約50倍から500倍の間を生成します。ニュートリノを生成する非常に高い星は、それらが数を落とさないほど十分にまれです。(私は超新星を無視していますが、私はそれに到達します)。

天の川で1000億個の星を見積もると、大きな星は太陽よりはるかに多くのニュートリノを放出し、小さな星ははるかに少ないニュートリノを放出します。そして私たちの太陽は毎秒1.79 x 10 ^ 38ニュートリノを放出します。非常に悪い推定を行うと、天の川のすべての星が一緒になって、おそらく1秒あたり1 x 10 ^ 49ニュートリノの範囲で放出されます。私たちの太陽のサイズを大きくすると、ニュートリノと質量の比は平均よりも大きくなりますが、それほど大きくはありません)。繰り返しますが、私たちは超新星を無視しています。その理由はすぐにわかります。

したがって、悪い見積もりです。銀河内のすべての星から1秒あたり1 x 10 ^ 49、または1年あたり3 x 10 ^ 56です。または約30年で1 x 10 ^ 58。(なぜ10 ^ 58を気にするのですか?)

それは1987年に観測されたタイプIIの超新星が放出したニュートリノの数だからです。 ソース。したがって、1つのタイプIIの新星は、現在約30年で天の川にあるすべての星が生成または放出する数と同じ数のニュートリノを生成します。

天の川には推定10億の中性子星と約1億個の恒星質量ブラックホールがあります。それらのそれぞれは、タイプ2超新星によってのみ形成できます。ミルキーウェイの年齢を考えると、平均すると約130億年ですが、これはタイプ12の超新星で、12年に1回程度です。現在のレートははるかに遅いので、若い天の川は現在の平均よりもはるかに多くのタイプ2超新星を持っていました。より小さな主系列星が大幅に少ない場合でも、大きな星とタイプIIの新星は、ニュートリノ生成における明らかな勝者です。

現在の天の川の超新星発生率(タイプ1とII)は50年1回であるため、銀河が若い頃は数倍高くなければなりませんでした。

ニュートリノ生成のピークは、タイプIIの超新星爆発のピークと一致します。これは、非常に大きな星が形成されてからわずか500〜1500万年後のことです。タイプ1の超新星については触れません。なぜなら、現在は一般的ですが、ニュートリノの生成がはるかに少ないためだと思います。それでもかなりの量ですが、10 ^ 58よりかなり少ないですが、特定の数を見つけるのに少し苦労しました。

私たちの天の川のような若い渦巻銀河は、形成後約130億年を生成するニュートリノよりもおそらく10倍多いニュートリノを生成する可能性が非常に高いため、それが最も可能性の高い答えです。銀河で大きな星が形成されると、ニュートリノの生成はおそらくピークに達しました。それは、宇宙が数億年前であろうと、数十億年前であろうと、私にはわかりませんが、ニュートリノ生成は、多くの形成とともに早くピークに達した可能性があります。大きな星とピーク後の着実な漸進的な減少を始めました。

修正は歓迎します。


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10 ^ 58 ?! もう一度、「超新星はどんなに大きくても、それよりも大きいと思います。」
ジェームズK

素晴らしい答え-ありがとう-フォローアップのための情報を得るために使用した情報源に興味があります。
user36138 2017
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