A taxa de produção de neutrinos no universo variou ao longo do tempo? Existem mais ou menos sendo criados agora contra os primeiros dias?
É provável que mais Neurinos sejam produzidos bilhões de anos atrás do que hoje, porque havia mais estrelas muito grandes em galáxias jovens. Não vou tocar nos primeiros segundos após o big bang. Alguém pode, se quiser, mas após a formação de estrelas, é um problema surpreendentemente simples de resolver.
Os neutrinos são produzidos principalmente em reações nucleares nas estrelas. Estrelas grandes produzem muito mais que estrelas menores. Uma estrela com 10 massas solares produziria aproximadamente mais de 10.000 neutrinos. Estrelas desse tamanho são incomuns porque vivem apenas entre 10 e 15 milhões de anos. Apenas cerca de 1 em 800 estrelas são do tipo B ou mais em termos de produção de neutrinos e a maioria delas são apenas algumas massas solares, produzindo entre 50 e 500 vezes o número de neutrinos que nosso sol produz. Estrelas produtoras de neutrinos muito altas são suficientemente raras para não desperdiçarem os números. (Estou ignorando supernovas, mas vou chegar a isso).
Se estimamos 100 bilhões de estrelas na Via Láctea, as maiores emitem muito mais neutrinos do que o nosso sol e as menores, muito menos. E nosso sol emite 1,79 x 10 ^ 38 neutrinos por segundo. Fazendo uma estimativa muito ruim, todas as estrelas da Via Láctea juntas emitem provavelmente na faixa de 1 x 10 ^ 49 neutrinos por segundo. Descobrir que o nosso sol, em tamanho grande, libera mais neutrino que razão de massa que a média, mas não muito mais). Mais uma vez, estamos ignorando as supernovas. Você verá o porquê em breve.
Portanto, estimativa ruim, 1 x 10 ^ 49 por segundo de todas as estrelas da galáxia, ou 3 x 10 ^ 56 por ano. Ou 1 x 10 ^ 58 em cerca de 30 anos. (Por que eu me preocupo com 10 ^ 58, você pergunta?)
Porque esse é o número de neutrinos que a supernova tipo II observou em 1987 lançado. Fonte . Assim, uma nova tipo II produz o mesmo número de neutrinos que todas as estrelas da Via Láctea atualmente produzem em cerca de 30 anos, mais ou menos.
A Via Láctea tem um bilhão estimado de estrelas de nêutrons e cerca de 100 milhões de buracos negros de massa estelar . Cada uma delas pode se formar apenas por supernovas do tipo 2. Dada a idade da Via Láctea, cerca de 13 bilhões de anos, se calcularmos a média, essa é uma supernova tipo II a cada 12 anos. Como a taxa atual é muito mais lenta, a Via Láctea jovem teve significativamente mais supernovas do tipo 2 do que as médias atuais e seria consistente que houvesse estrelas significativamente maiores. Mesmo com um número significativamente menor de estrelas sequenciais menores e principais, as estrelas grandes e a nova tipo II são as vencedoras claras na produção de neutrinos.
A taxa atual de supernova (Tipo 1 e II) na Via Láctea é uma a cada 50 anos , então a taxa teve que ser várias vezes maior quando a galáxia era jovem.
O pico de produção de neutrinos coincidiria com o pico de explosões de supernovas do tipo II, que seriam de apenas 5 a 15 milhões de anos ou mais após o pico da formação estelar muito grande. Não mencionei a supernova tipo 1, porque, embora mais comum agora, elas (eu acho) produzem muito menos neutrinos. Ainda muito, mas bem menos que 10 ^ 58, embora eu tenha tido alguma dificuldade em encontrar um número específico.
É muito provável que galáxias espirais jovens como a nossa Via Láctea produzam (muito mau palpite), talvez 10 vezes mais neutrinos do que produzem cerca de 13 bilhões de anos após a formação, de modo que essa seria a resposta mais provável. Uma vez que a grande formação estelar nas galáxias estava em andamento, a produção de Neutrino provavelmente atingiu o pico, seja nessa época que o universo tinha algumas centenas de milhões de anos ou alguns bilhões, não sei, mas a produção de neutrinos provavelmente atingiu o pico mais cedo com a formação de muitos grandes estrelas e começou um declínio gradual e constante após o pico.
Correções são bem-vindas.