Abstract
Core-collapse supernovae are among the most magnificent events in the observable universe. They produce many of the chemical elements necessary for life to exist and their remnants - neutron stars and black holes - are interesting astrophysical objects in their own right. However, despite millennia of observations and almost a century of astrophysical study, the explosion mechanism of core-collapse supernovae is not yet well understood. Hyper-Kamiokande is a next-generation neutrino detector that will be able to observe the neutrino flux from the next galactic core-collapse supernova in unprecedented detail. We focus on the first 500 ms of the neutrino burst, corresponding to the accretion phase, and use a newly-developed, high-precision supernova event generator to simulate Hyper-Kamiokande's response to five different supernova models. We show that Hyper-Kamiokande will be able to distinguish between these models with high accuracy for a supernova at a distance of up to 100 kpc. Once the next galactic supernova happens, this ability will be a powerful tool for guiding simulations toward a precise reproduction of the explosion mechanism observed in nature.
| Original language | English |
|---|---|
| Article number | 15 |
| Journal | Astrophysical Journal |
| Volume | 916 |
| Issue number | 1 |
| DOIs | |
| State | Published - Jul 20 2021 |
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Dive into the research topics of 'Supernova Model Discrimination with Hyper-Kamiokande'. Together they form a unique fingerprint.Cite this
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In: Astrophysical Journal, Vol. 916, No. 1, 15, 20.07.2021.
Research output: Contribution to journal › Article › peer-review
TY - JOUR
T1 - Supernova Model Discrimination with Hyper-Kamiokande
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Y1 - 2021/7/20
N2 - Core-collapse supernovae are among the most magnificent events in the observable universe. They produce many of the chemical elements necessary for life to exist and their remnants - neutron stars and black holes - are interesting astrophysical objects in their own right. However, despite millennia of observations and almost a century of astrophysical study, the explosion mechanism of core-collapse supernovae is not yet well understood. Hyper-Kamiokande is a next-generation neutrino detector that will be able to observe the neutrino flux from the next galactic core-collapse supernova in unprecedented detail. We focus on the first 500 ms of the neutrino burst, corresponding to the accretion phase, and use a newly-developed, high-precision supernova event generator to simulate Hyper-Kamiokande's response to five different supernova models. We show that Hyper-Kamiokande will be able to distinguish between these models with high accuracy for a supernova at a distance of up to 100 kpc. Once the next galactic supernova happens, this ability will be a powerful tool for guiding simulations toward a precise reproduction of the explosion mechanism observed in nature.
AB - Core-collapse supernovae are among the most magnificent events in the observable universe. They produce many of the chemical elements necessary for life to exist and their remnants - neutron stars and black holes - are interesting astrophysical objects in their own right. However, despite millennia of observations and almost a century of astrophysical study, the explosion mechanism of core-collapse supernovae is not yet well understood. Hyper-Kamiokande is a next-generation neutrino detector that will be able to observe the neutrino flux from the next galactic core-collapse supernova in unprecedented detail. We focus on the first 500 ms of the neutrino burst, corresponding to the accretion phase, and use a newly-developed, high-precision supernova event generator to simulate Hyper-Kamiokande's response to five different supernova models. We show that Hyper-Kamiokande will be able to distinguish between these models with high accuracy for a supernova at a distance of up to 100 kpc. Once the next galactic supernova happens, this ability will be a powerful tool for guiding simulations toward a precise reproduction of the explosion mechanism observed in nature.
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U2 - 10.3847/1538-4357/abf7c4
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M3 - Article
AN - SCOPUS:105034703275
SN - 0004-637X
VL - 916
JO - Astrophysical Journal
JF - Astrophysical Journal
IS - 1
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