Науковці з’ясували, чому одні масивні зорі вибухають, а інші тихо згасають. Виявилося, що доля світила може залежати від того, як поводяться нейтрино в перші миті після колапсу ядра. Ці частинки здатні змінювати свій тип — і саме це визначає, чи отримає ударна хвиля достатньо енергії для вибуху.
Хамелеони мікросвіту
Нейтрино існують у трьох типах (ароматах): електронне, мюонне і тау-нейтрино. Вони можуть спонтанно переходити з одного різновиду в інший. Це явище відоме як осциляція, і в екстремальних астрофізичних умовах воно досі погано вивчене.
Проблема в тому, що лише певні аромати взаємодіють із навколишньою речовиною достатньо сильно, щоб нагрівати її. Якщо перехід відбувається не в той момент, нагрів слабшає і вибух не відбувається.
Занадто швидко для симуляцій
Команда Рюітіро Акахо з Університету Васеда в Токіо зосередилась на особливій формі осциляції — швидкому перетворенні аромату. Це явище, за якого густі потоки нейтрино колективно переходять між типами за надзвичайно короткий час.
Складність у тому, що процес відбувається на відстанях у кілька сантиметрів і за наносекунди. Жодна з нинішніх симуляцій наднових не має достатньої роздільної здатності, щоб відтворити це напряму.
Що вирішує долю зорі
Дослідники побудували теоретичні моделі для зір різної маси та включили детальне врахування швидкого перетворення аромату в симуляції, що відстежують рух нейтрино в усіх напрямках.
Згідно з результатами, опублікованими в Physical Review Letters, доля світила визначається темпом акреції — швидкістю, з якою речовина падає на протонейтронну зорю. При низькому темпі швидке перетворення аромату посилює нагрів і сприяє вибуху. При високому — навпаки, знижує загальний потік нейтрино настільки, що вибух пригнічується.
Ціна точності
Команда також виявила, що спрощені моделі осциляції нейтрино дають помилкові результати в обидва боки: вони можуть як пропустити реальне перетворення аромату, так і передбачити його там, де його немає.
Це означає, що коректне моделювання зоряних вибухів потребуватиме набагато складніших розрахунків, навіть якщо це вартуватиме значних обчислювальних ресурсів.
Джерело: phys.org
