La stella esplosa sboccia come un fiore cosmico. Credito:NASA/CXC/U.Texas
Un recente studio sui neutrini pre-supernova, minuscole particelle cosmiche estremamente difficili da rilevare, ha avvicinato gli scienziati alla comprensione di cosa succede alle stelle prima che esplodano e muoiano. Lo studio, co-autore del ricercatore post-dottorato Ryosuke Hirai dell'ARC Center of Excellence for Gravitational Wave Discovery (OzGrav) presso la Monash University, ha studiato i modelli di evoluzione stellare per testare previsioni incerte.
Quando una stella muore, emette un numero enorme di neutrini che si pensa guidino l'esplosione di supernova risultante. I neutrini fluiscono liberamente attraverso e fuori dalla stella prima che l'esplosione raggiunga la superficie della stella. Gli scienziati possono quindi rilevare i neutrini prima che si verifichi la supernova; infatti, alcune decine di neutrini sono stati rilevati da una supernova esplosa nel 1987, diverse ore prima che l'esplosione fosse vista alla luce.
Si prevede che la prossima generazione di rivelatori di neutrini rileverà circa 50, 000 neutrini da un tipo simile di supernova. La tecnologia è diventata così potente che gli scienziati prevedono che rileveranno i deboli segnali di neutrini che escono giorni prima dell'esplosione; come una sorta di previsione di supernova, darà agli astronomi un avvertimento per catturare la prima luce di una supernova. È anche uno degli unici modi per estrarre direttamente informazioni dal nucleo di una stella, simile a un'immagine a raggi X del tuo corpo, tranne che per le stelle. Ma un'immagine a raggi X non ha senso se non sai cosa stai guardando.
Sebbene ci sia una comprensione generale di come una stella massiccia si evolve ed esplode, gli scienziati sono ancora incerti sulla preparazione all'esplosione della supernova. Molti fisici hanno tentato di modellare queste fasi finali, ma i risultati appaiono casuali; non c'è modo di confermare se sono corretti. Poiché i rilevamenti di neutrini pre-supernova consentono agli scienziati di valutare meglio questi modelli, un team di scienziati di OzGrav ha studiato le ultime fasi dei modelli di evoluzione stellare e la loro rilevanza per le stime dei neutrini pre-supernova.
Il ricercatore e coautore di OzGrav Ryosuke Hirai afferma:"Questo ci aiuterà a sfruttare al meglio le informazioni provenienti dai futuri rilevamenti di neutrini pre-supernova. In questo primo studio, abbiamo esplorato l'incertezza di una singola stella che è 15 volte la massa del sole. L'emissione di neutrini calcolata da questi modelli stellari differiva notevolmente nella luminosità del neutrino. Ciò significa che le stime dei neutrini pre-supernova sono molto sensibili a questi piccoli dettagli del modello stellare".
Lo studio ha rivelato la significativa incertezza delle previsioni dei neutrini pre-supernova, così come la relazione tra le caratteristiche del neutrino e le proprietà della stella.
"La prossima supernova nella nostra galassia può accadere in qualsiasi giorno, e gli scienziati non vedono l'ora di rilevare i neutrini pre-supernova, ma non sappiamo ancora cosa possiamo imparare da esso. Questo studio delinea i primi passi su come interpretare i dati. Infine, saremo in grado di utilizzare i neutrini pre-supernova per comprendere le parti cruciali dell'evoluzione delle stelle massicce e il meccanismo di esplosione della supernova".