Когда у массивной звезды заканчивается топливо, ее ядро начинает стремительно коллапсировать. При этом высвобождается огромное количество нейтрино, уносящих около 99% энергии коллапса. Часть этой энергии нагревает окружающее вещество и может помочь запустить взрыв сверхновой, после которого остается нейтронная звезда. Если энергии оказывается недостаточно, коллапс продолжается и может привести к появлению черной дыры.
Нейтрино существуют в трех типах, или «ароматах»: электронном, мюонном и тау. Они способны превращаться друг в друга, причем разные типы неодинаково взаимодействуют с веществом. Поэтому такие превращения могут изменить количество энергии, которое нейтрино передают умирающей звезде.
Исследователи из Института Нильса Бора проверили этот эффект на моделях 195 звезд массой от 9 до 120 Солнц. Оказалось, что учет преобразований нейтрино способен значительно уменьшить число звезд, заканчивающих жизнь взрывом сверхновой, и увеличить вероятность прямого коллапса в черную дыру.
Особенно чувствительными оказались звезды массой от 16 до 30 солнечных. Многие из них успешно взрывались в стандартных симуляциях, однако после учета превращений нейтрино часть таких звезд вместо этого коллапсировала.
Результат потенциально способен объяснить, почему астрономы наблюдают меньше сверхновых, чем предсказывают некоторые модели, а отдельные массивные красные сверхгиганты могут исчезать без заметного взрыва. Следующим шагом станет проверка эффекта в более сложных трехмерных моделях звезд, где поведение нейтрино будет рассчитываться в процессе самого коллапса.
