Недавнее исследование нейтрино — крошечных космических частиц, которые чрезвычайно трудно обнаружить — приблизило ученых на один шаг к пониманию того, что происходит со звездами до того, как они взорвутся и погибнут. Исследование, в соавторстве с исследователем Риосуке Хираи из Центра передовых технологий ARC для открытия гравитационных волн (OzGrav) в Университете Монаш, изучало модели звездной эволюции для проверки неопределенных предсказаний.
Когда звезда умирает, она испускает огромное количество нейтрино, которые, как считается, приводят к взрыву сверхновой. Нейтрино свободно протекают сквозь звезду и до того, как взрыв достигнет поверхности звезды. Последний раз несколько десятков нейтрино были обнаружены от сверхновой, которая взорвалась в 1987 году, за несколько часов до того, как взрыв был замечен.
Ожидается, что следующее поколение нейтринных детекторов обнаружит около 50 000 нейтрино от подобного типа сверхновых. Технология стала настолько мощной, что ученые предсказывают обнаружение слабых нейтринных сигналов, которые происходят за несколько дней до взрыва. Как своего рода прогноз сверхновой, он даст астрономам возможность поймать первый свет звезды.
Это также один из немногих способов непосредственного извлечения информации из ядра звезды — аналогично рентгеновскому изображению вашего тела. Но сам снимок не имеет смысла, если вы не знаете, на что смотрите.
Хотя существует общее понимание того, как массивная звезда развивается и взрывается, ученые до сих пор не уверены в преддверии взрыва сверхновой. Многие физики пытались смоделировать ее последние фазы, но результаты кажутся случайными — нет способа подтвердить, верны ли они. Поскольку обнаружение нейтрино перед появлением сверхновой звезды позволяет ученым лучше оценивать эти модели, группа ученых исследовала поздние стадии моделей эволюции звезд и их связь с оценками нейтрино перед сверхновой.
«Это поможет нам максимально использовать информацию из будущих обнаружений нейтрино перед сверхновой. В этом первом исследовании мы изучали неопределенность одной звезды, которая в 15 раз больше массы Солнца. Эмиссия нейтрино, рассчитанная по этим звездным моделям, сильно различалась по светимости нейтрино. Оценки нейтрино перед сверхновой очень чувствительны к этим мелким деталям звездной модели»
Риосуке Хираи из Центра передовых технологий ARC
Риосуке Хираи из Центра передовых технологий ARC
Исследование выявило значительную неопределенность прогнозов нейтрино перед сверхновой, а также связь между особенностями нейтрино и свойствами звезды.
Следующая сверхновая в нашей галактике может произойти в любой день, и ученые с нетерпением ждут обнаружения нейтрино перед этим событием. Но они до сих пор не знают, что могут получить в итоге. В этом исследовании изложены первые шаги по интерпретации данных. В конце концов, исследователи смогут использовать нейтрино, чтобы понять важнейшие части эволюции массивной звезды и механизм взрыва сверхновой.
