Un modello per le esplosioni di supernova proposto per la prima volta negli anni '80 ha ricevuto un forte sostegno dall'osservazione da parte degli astrofisici RIKEN di pennacchi ricchi di titanio provenienti da un residuo di tale esplosione.

Alcune esplosioni di supernova sono l'agonia di stelle che sono almeno otto volte più massicce del nostro Sole. Sono uno degli eventi più catastrofici dell'Universo, liberando in pochi secondi tanta energia quanta ne genererà il Sole in 10 miliardi di anni.

In contrasto, i neutrini sono tra i membri più eterei dello zoo delle particelle elementari:sono almeno 5 milioni di volte più leggeri di un elettrone e circa 10 quadrilioni di essi attraversano il tuo corpo ogni secondo senza interagire con esso.

È difficile immaginare che possa esserci una connessione tra supernove e neutrini, ma un modello avanzato negli anni '80 proponeva che le supernove non si sarebbero verificate se non fosse stato per il riscaldamento fornito dai neutrini.

Questo tipo di supernova inizia quando il nucleo di una stella massiccia collassa in una stella di neutroni, una stella incredibilmente densa di circa 20 chilometri di diametro. Il resto della stella collassa per gravità, colpisce la stella di neutroni, e rimbalza su di esso, creando un'onda d'urto.

Però, molti modelli di supernova prevedono che questa onda d'urto svanirà prima di poter sfuggire alla gravità della stella. Il calcolo del riscaldamento generato dai neutrini espulsi dalla stella di neutroni potrebbe fornire l'energia necessaria per sostenere le onde d'urto e quindi l'esplosione della supernova.

Ora, Shigehiro Nagataki al RIKEN Astrophysical Big Bang Laboratory, Toshiki Sato, che era al RIKEN Nishina Center for Accelerator-Based Science al momento dello studio, e i colleghi hanno trovato forti prove a sostegno di questo modello rilevando titanio e cromo nei pennacchi ricchi di ferro di un residuo di supernova.

Il modello di supernova guidato dai neutrini prevede che i neutrini intrappolati genereranno pennacchi di materiale ad alta entropia, portando a bolle nei resti di supernova ricchi di metalli come il titanio e il cromo. Questo è esattamente ciò che Nagataki e il suo team hanno visto nella loro analisi spettrale basata sui dati osservativi dell'Osservatorio a raggi X Chandra su Cassiopea A (Fig. 1), un residuo di supernova di circa 350 anni fa. Questa osservazione è quindi una forte conferma che i neutrini giocano un ruolo nel guidare le esplosioni di supernova.

"Le composizioni chimiche che abbiamo misurato suggeriscono fortemente che questi materiali sono stati guidati da venti guidati da neutrini dalla superficie della stella di neutroni, " dice Nagataki. "Così, le bolle che abbiamo trovato erano state trasportate dal cuore della supernova al bordo esterno del resto di supernova".

Il team di Nagataki ora intende eseguire simulazioni numeriche utilizzando supercomputer per modellare il processo in modo più dettagliato. "La nostra scoperta fornisce un forte impulso per rivisitare la teoria delle esplosioni di supernova, " aggiunge Nagataki.