Нейтринні осциляції можуть змінювати перебіг вибухів наднових
Моделювання показало, що осциляції нейтрино можуть послаблювати вибух наднової та сприяти прямому колапсу зорі.
Зміна «аромату» нейтрино всередині масивних зір може послаблювати механізм вибуху наднової та в окремих випадках призводити до прямого колапсу зорі в чорну діру. Такий висновок зробили дослідниці Маріам Гогілашвілі та Ірене Тамборра з Університету Копенгагена, повідомляє Ars Technica.
У моделях колапсу ядра нейтрино мають важливе значення: вони у великих кількостях виходять із центральної частини зорі та передають енергію речовині позаду ударної хвилі. Це нагрівання може допомогти хвилі подолати гравітаційне тяжіння й зруйнувати зовнішні шари зорі. Якщо ж процес не спрацьовує, значна частина зоряної речовини може колапсувати в чорну діру без видимого вибуху.
Роль зміни аромату
Існують три аромати нейтрино — електронний, мюонний і тау-нейтрино. Частинки можуть переходити між цими станами через осциляції, а їхня взаємодія з речовиною залежить від аромату. Авторки роботи перевірили, як такий перерозподіл енергії впливає на нагрівання речовини біля ударної хвилі.
Для розрахунків вони використали спрощену модель, у якій зміни ароматів відбуваються майже миттєво, а енергія нейтрино порівну розподіляється між шістьма типами частинок: трьома ароматами та відповідними античастинками. Дослідниці змоделювали загибель майже 200 зір-попередників масою від 9 до 120 мас Сонця, застосувавши три варіанти густини для визначення межі ударної хвилі.
Більше невдалих вибухів
За результатами моделі, осциляції спрямовують більше енергії до неелектронних нейтрино, через що менше енергії передається області ударної хвилі. У частині розрахунків це зупиняло хвилю та перешкоджало вибуху. Найчастіше такий ефект проявлявся для зір масою приблизно 15–30 мас Сонця — діапазону, що перетинається з масами червоних надгігантів.
Водночас результати суттєво залежать від параметрів моделі. За вищого порогу густини частка невдалих вибухів приблизно подвоювалася, а в одному з варіантів майже 90% змодельованих зір не стали надновими. Авторки не врахували низку складних процесів, зокрема конвекцію речовини нейтронної зорі, тому робота показує потенційний вплив нейтринних осциляцій і потребує детальніших моделей.
