Cercetători de la Institutul Niels Bohr din Copenhaga au simulat prăbușirea a 195 de stele masive și au constatat că schimbarea „savorii” neutrinilor poate împiedica multe dintre ele să explodeze ca supernove. Studiul, semnat de Mariam Gogilashvili și Irene Tamborra, a fost publicat în septembrie în revista Physical Review D, potrivit Space.com.
Ce se întâmplă în nucleul unei stele care se prăbușește
Când o stea masivă își epuizează combustibilul, reacțiile nucleare nu o mai țin „umflată”, iar nucleul ei se prăbușește sub propria greutate. Temperatura și presiunea extreme strivesc protonii și electronii laolaltă și formează neutroni. Procesul eliberează un val uriaș de neutrini, particule numite adesea „fantomă”, pentru că interacționează foarte slab cu materia.
Numărul lor este însă atât de mare încât o parte încălzește straturile din jurul nucleului. Uneori această încălzire readuce steaua la viață într-o explozie de supernovă și lasă în urmă o stea neutronică. Alteori explozia nu are loc, iar steaua se prăbușește într-o gaură neagră. Potrivit Mariamei Gogilashvili, neutrinii duc cu ei aproximativ 99% din energia eliberată la colaps, așa că o mică schimbare în comportamentul lor poate decide soarta stelei.
Cum își schimbă neutrinii „identitatea”
Există trei savori de neutrini: electronică, muonică și tauonică. Denumirea vine de la tipul de particulă pe care îl produc când se ciocnesc cu materia. În 1998, fizicienii au descoperit că neutrinii pot oscila, adică își pot schimba savoarea pe parcurs. Descoperirea a adus Premiul Nobel pentru fizică în 2015.
Diferența contează pentru supernove, deoarece neutrinii muonici și tauonici interacționează mult mai rar cu materia obișnuită decât cei electronici. Dacă o parte dintre neutrinii electronici se transformă în alte savori, încălzirea straturilor exterioare ale stelei scade. Multă vreme, specialiștii au considerat că acest efect este neglijabil. În ultimul deceniu au descoperit însă că, în nucleul unei stele care se prăbușește, neutrinii sunt suficient de denși încât să interacționeze între ei și să declanșeze astfel de transformări.
Ce arată simulările pentru 195 de stele
Echipa a simulat colapsul unor stele cu mase între 9 și 120 de mase solare. Cercetătorii au testat mai multe ipoteze despre locul din nucleu unde au loc transformările de savoare. Rezultatul general: conversia face stelele masive mult mai puțin predispuse să explodeze și mai probabil să formeze găuri negre.
