COLLOQUE DE " PHYSIQUE FONDAMENTALE ET ASTROPHYSIQUE "

J. Phys. Colloques 30 (1969) C3-56-C3-67
DOI: 10.1051/jphyscol:1969310

III. - INTERACTIONS FAIBLES EN ASTROPHYSIQUE
NEUTRINO EMISSION FROM STARS

M. A. RUDERMAN

Department of Physics, New York University New York, N. Y., U. S. A.

Résumé
Presque toutes les théories des interactions faibles prédisent l'émission de paires de neutrinos par les électrons accélérés, selon un mécanisme tout à fait analogue à l'émission de photons, mais avec une probabilité beaucoup plus faible. Certaines expériences de laboratoire et certaines inférences astrophysiques suggèrent aussi l'existence d'une telle interaction. L'émission de paires de neutrinos par une étoile devrait largement dépasser l'émission de lumière après la phase de fusion de l'hélium (T_c > 10⁸ K). Dans la phase pré-supernova, l'émission de neutrinos par une seule étoile devrait largement dépasser l'émission de lumière par le restant de la galaxie. Les différents mécanismes d'émission de neutrinos dominant dans différentes régions du plan température-densité seront considérés dans certaines phases de l'évolution stellaire pour lesquelles les observations devraient être le plus sensible à cette émission : le nombre de super-géantes rouges et bleues observées, la contraction rapide des étoiles centrales des nébuleuses planétaires, les naines ultra-violettes et l'abondance des éléments au voisinage du fer. Il n'existe aucune observation qui contredise l'existence d'un couplage faible direct électronneutrino. Bien qu'elles ne donnent aucune preuve décisive, les observations apportent quelques arguments en faveur de l'existence d'un tel couplage direct. S'il existe, certains détails en seront plus facilement étudiés en astrophysique qu'au laboratoire.

Abstract
Almost all theories of weak interactions predict that accelerated electrons will radiate neutrino pairs through a mechanism analogous to that for the emission of photons, but with greatly reduced probability. There is, in addition, some laboratory and considerable astrophysical evidence for such an interaction. Neutrino pair radiation from a star should greatly exceed that of light after the helium burning phase of stellar evolution (T_c > 10⁸ °K). In a presupernova phase, neutrino emission by a single star should greatly exceed the light emission of the rest of the galaxy. The various mechanisms for neutrino emission which dominate for different temperature density regimes will be applied to those parts of stellar evolution for which existing observation should be most sensitive to such radiation : the observed numbers of red and blue supergiants, the possible rapid contraction of planetary nebulae central stars, ultraviolet dwarfs, and the abundances of the elements around iron. None of the observations argue against the direct weak electron-neutrino coupling. Although they give no decisive evidence for it, the observations do give modest support for such a coupling. If it exists, some of the details of this coupling are better explored astrophysically than in the laboratory.