Современные модели сверхновых пока не дают полного ответа, почему одни звёзды взрываются, а другие могут завершить коллапс без вспышки. По мере усложнения расчётов физики проходили этапы, когда модели предсказывали либо взрыв всех звёзд, либо отсутствие взрывов. Создать расчётную картину, которая объясняла бы оба варианта, оказалось сложнее.
При этом разные модели сходятся в одном: ключевую роль в процессе играют нейтрино. Они в огромных количествах возникают во время сложных реакций синтеза внутри сверхновой, а также при формировании вещества нейтронной звезды в центре коллапсирующего объекта. Последний процесс происходит даже в том случае, если дальнейшее сжатие приводит к образованию чёрной дыры.
Количество нейтрино влияет на судьбу вещества за пределами ядра погибающей звезды. Из-за уменьшения потока фотонов у этого вещества становится недостаточно энергии, чтобы противостоять гравитации, и оно начинает падать к центру. Навстречу ему движется ударная волна, возникшая при формировании нейтронной звезды или чёрной дыры, однако без дополнительного воздействия эти силы примерно уравновешиваются, и гравитация останавливает волну.
Как ранее сообщал Ars Technica, нейтрино способны изменить этот баланс. Хотя отдельные частицы редко взаимодействуют с веществом, их огромное число позволяет достаточному количеству нейтрино столкнуться с материей возле остановившейся ударной волны. Переданная энергия разогревает вещество, помогает ему преодолеть притяжение и позволяет волне выйти наружу, разрушив звезду.
Если нагрев нейтрино не срабатывает, почти всё содержимое звезды может продолжить падение в чёрную дыру. В таком случае звезда погибает без взрыва. Однако у существующих моделей есть проблема: в них нейтрино часто рассматриваются как единый фактор, хотя их поведение устроено сложнее.
У нейтрино существуют три типа, или «аромата»: электронный, мюонный и тау-нейтрино. При этом каждая частица находится в суперпозиции всех трёх состояний и может переходить между ними в процессе, который называют осцилляцией ароматов. Поэтому даже нейтрино, изначально возникшие внутри сверхновой только в электронном состоянии, вероятно, несколько раз изменят его на пути к поверхности звезды.
Читайте также: