Un team internazionale di ricercatori guidati da un astronomo di Monash ha creato il modello 3D coerente più lungo di un'esplosione di supernova guidata da neutrini fino ad oggi, aiutare gli scienziati a comprendere meglio le morti violente di stelle massicce.

La ricerca, condotto utilizzando i supercomputer Raijin e Magnus in Australia, e altri in Germania e nel Regno Unito, è stato pubblicato sulla rivista Monthly Notice della Royal Astronomical Society.

Le più grandi esplosioni dell'Universo, le cosiddette "supernovae", si verificano quando stelle molte volte più grandi del nostro Sole raggiungono la fine della loro vita ed esauriscono il combustibile nucleare al loro centro. A questo punto la parte più interna della stella, un nucleo di ferro stesso circa 1,5 volte più massiccio del Sole, soccombe alla gravità e collassa in una stella di neutroni ultra-densa in una frazione di secondo.

"Gli scienziati sono rimasti perplessi su come il collasso di una stella si trasformi in un'esplosione, " ha detto l'autore principale della ricerca, Dottor Bernhard Müller, dalla Scuola di Fisica e Astronomia, e il Centro di Astrofisica di Monash.

"Il team di ricerca ha lavorato a una soluzione a questo problema, e la teoria più promettente suggerisce che le particelle interagenti leggere e deboli chiamate neutrini siano la chiave di ciò".

Un vasto numero di neutrini viene emesso dalla superficie della giovane stella di neutroni, e se il riscaldamento causato dal crollo iniziale è sufficientemente forte, la materia riscaldata dal neutrino guida un'onda d'urto in espansione attraverso la stella e il collasso viene invertito.

"Gli scienziati hanno a lungo tentato di dimostrare che questa idea funziona con l'aiuto di simulazioni al computer, ma i modelli informatici spesso non riescono ancora ad esplodere, e non può essere eseguito abbastanza a lungo per riprodurre le supernove osservate, " ha detto il dottor Müller.

"Ciò che è cruciale per il successo in 3-D è il violento rimescolamento di materiale caldo e freddo dietro l'onda d'urto, che si sviluppa naturalmente a causa del riscaldamento del neutrino."

Il gruppo, composto da ricercatori della Monash University (Australia), Queen's University di Belfast, e l'Istituto Max Planck di Astrofisica (Germania), simulato la fusione dell'ossigeno al silicio in una stella 18 volte la dimensione del nostro Sole, negli ultimi sei minuti prima della supernova.

Hanno scoperto che potevano ottenere un'esplosione di successo perché il guscio di silicio-ossigeno che stava crollando era già fortemente agitato.

Hanno poi seguito l'esplosione per più di 2 secondi. Anche se ci vuole ancora circa un giorno prima che la scossa raggiunga la superficie, potevano dire che l'esplosione e la stella di neutroni rimasta stavano iniziando ad assomigliare a quelle che osserviamo in natura.

"È rassicurante che ora otteniamo modelli di esplosione plausibili senza doverli modificare a mano, ", ha affermato il dottor Bernhard Müller.