Supernovaeksplosioner understøttes af neutrinoer fra neutronstjerner, tyder en ny observation på

En model for supernovaeksplosioner, der først blev foreslået i 1980'erne, har fået stærk støtte fra RIKEN-astrofysikeres observation af titaniumrige faner, der stammer fra en rest af en sådan eksplosion.

Nogle supernovaeksplosioner er dødsfald af stjerner, der er mindst otte gange mere massive end vores sol. De er en af ​​de mest katastrofale begivenheder i universet, frigiver lige så meget energi på få sekunder, som Solen vil generere om 10 milliarder år.

I modsætning, neutrinoer er blandt de mest æteriske medlemmer af elementarpartikelzoo - de er mindst 5 millioner gange lettere end en elektron, og omkring 10 quadrillioner af dem flyver gennem din krop hvert sekund uden at interagere med den.

Det er svært at forestille sig, at der kunne være nogen forbindelse mellem supernovaer og neutrinoer, men en model udviklet i 1980'erne foreslog, at supernovaer ikke ville forekomme, hvis det ikke var for opvarmningen fra neutrinoer.

Denne type supernova starter, når kernen af ​​en massiv stjerne kollapser til en neutronstjerne - en utrolig tæt stjerne, der er omkring 20 kilometer i diameter. Resten af ​​stjernen kollapser under tyngdekraften, rammer neutronstjernen, og vender tilbage fra det, skabe en chokbølge.

Imidlertid, mange supernovamodeller forudsiger, at denne chokbølge vil falme, før den kan undslippe stjernens tyngdekraft. At tage hensyn til opvarmning genereret af neutrinoer udsendt fra neutronstjernen kunne give den nødvendige energi til at opretholde chokbølger og dermed supernovaeksplosionen.

Nu, Shigehiro Nagataki ved RIKEN Astrophysical Big Bang Laboratory, Toshiki Sato, som var på RIKEN Nishina Center for Accelerator-Based Science på tidspunktet for undersøgelsen, og kolleger har fundet stærke beviser, der understøtter denne model ved at detektere titanium og krom i jernrige faner fra en supernova-rest.

Den neutrino-drevne supernova-model forudsiger, at fangede neutrinoer vil generere faner af højentropi-materiale, fører til bobler i supernova-rester, der er rige på metaller som titanium og chrom. Det er præcis, hvad Nagataki og hans team så i deres spektralanalyse baseret på observationsdata fra Chandra X-ray Observatory på Cassiopeia A (fig. 1). en supernova-rest fra omkring 350 år siden. Denne observation er således en stærk bekræftelse af, at neutrinoer spiller en rolle i at drive supernovaeksplosioner.

"De kemiske sammensætninger, vi målte, tyder stærkt på, at disse materialer blev drevet af neutrino-drevne vinde fra overfladen af ​​neutronstjernen, " siger Nagataki. "Således, de bobler, vi fandt, var blevet transporteret fra hjertet af supernovaen til den ydre rand af supernovaresten."

Nagatakis team har nu til hensigt at udføre numeriske simuleringer ved hjælp af supercomputere for at modellere processen mere detaljeret. "Vores fund giver en stærk impuls til at gense teorien om supernovaeksplosioner, " tilføjer Nagataki.