Нейтрино — почти неуловимые «частицы-призраки» — могут влиять на то, чем закончится жизнь массивной звезды: взрывом сверхновой с образованием нейтронной звезды или коллапсом в черную дыру. К такому выводу пришли ученые Института Нильса Бора при Копенгагенском университете. Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Review D.
Когда у массивной звезды заканчивается топливо, ее ядро начинает стремительно сжиматься под действием собственной гравитации. При этом выделяется огромное количество нейтрино — на них приходится около 99% энергии, высвобождаемой при коллапсе ядра.
По словам ученых, обычно нейтрино почти не взаимодействуют с веществом. Однако в плотном ядре погибающей звезды их настолько много, что частицы сталкиваются друг с другом и с окружающей материей. Это может нагревать внешние слои ядра и в некоторых случаях запускать взрыв сверхновой. Если взрыва не происходит, звезда продолжает сжиматься и может превратиться в черную дыру.
«Особенность нейтрино заключается в том, что они способны менять свой тип, или «аромат». Существуют электронные, мюонные и тау-нейтрино, которые могут переходить друг в друга. Поскольку эти типы по-разному взаимодействуют с веществом, такое превращение способно менять эффективность нагрева звезды», — объяснили ученые.
Ранее считалось, что этот эффект играет небольшую роль. Но в новой работе ученые учли взаимное влияние огромного количества нейтрино и смоделировали коллапс 195 звезд массой от девяти до 120 Солнц. Оказалось, что изменение «аромата» нейтрино может существенно уменьшать вероятность взрыва некоторых звезд и повышать вероятность их превращения в черные дыры.
Особенно чувствительными оказались звезды массой от 16 до 30 Солнц. В стандартных моделях многие из них взрываются, однако при учете превращений нейтрино часть таких сценариев меняется.
Результаты могут помочь объяснить несколько космических загадок. В частности, эффект может объяснить, почему некоторые массивные красные сверхгиганты исчезают без заметного взрыва — возможно, они напрямую коллапсируют в черные дыры.
Ранее ученые впервые нашли настоящий сахар в космосе.