Когда массивная звезда исчерпывает топливо, ее ядро сжимается. В одних случаях это приводит к взрыву сверхновой, в других вещество быстро проваливается в черную дыру без яркого взрыва. Новое моделирование показывает, что на исход может влиять не только масса звезды, но и переходы нейтрино между разными типами, или ароматами.
Нейтрино почти не взаимодействуют с веществом и обычно покидают сжимающееся ядро. Однако у них есть очень малая масса, а электронные, мюонные и тау-нейтрино могут превращаться друг в друга. Поэтому состав нейтринного потока способен менять баланс энергии и вещества во время коллапса.
Исследователи смоделировали 195 звезд-прародителей массой от 9 до 120 масс Солнца. Для каждой модели они проверили разные уровни переходов между ароматами нейтрино и сравнили два исхода: взрыв сверхновой или полный коллапс в черную дыру.
Даже небольшой уровень переходов иногда менял результат. Наиболее сильный эффект обнаружился для звезд массой примерно от 16 до 30 масс Солнца. В этом диапазоне многие модели переходили к прямому образованию черной дыры. Более легкие и самые тяжелые звезды чаще заканчивали жизнь сверхновой, если превращения нейтрино не были особенно сильными.
Результат пока остается теоретическим: упрощенная схема не заменяет полноценное моделирование всех процессов в ядре звезды. Но она предлагает объяснение, почему наблюдаемых сверхновых может быть меньше, чем ожидается по темпу звездообразования. Проверить гипотезу помогут обзоры, которые фиксируют состояние звезд до взрыва и наблюдают ранние стадии коллапса.
Работа Mariam Gogilashvili и Irene Tamborra опубликована в Physical Review D под названием Neutrino flavor conversion shapes the rate of failed core-collapse supernovae.
