Ученые Института Нильса Бора при Копенгагенском университете выяснили, что нейтрино (почти неуловимые «частицы-призраки») способны влиять на то, чем закончится жизнь массивной звезды.

Благодаря нейтрино может произойти взрыв сверхновой звезды с образованием нейтронной звезды или коллапс с превращением в черную дыру. Результаты опубликованы в журнале Physical Review D.

Когда у массивной звезды заканчивается топливо, ее ядро стремительно сжимается под действием гравитации. При этом выделяется огромное количество нейтрино, на которые приходится около 99% энергии коллапса. Обычно эти частицы почти не взаимодействуют с веществом, но в плотном ядре погибающей звезды их так много, что они сталкиваются друг с другом и с окружающей материей, нагревая внешние слои ядра и в некоторых случаях запуская взрыв сверхновой. Если взрыва не происходит, звезда продолжает сжиматься и может превратиться в черную дыру.

Особую роль играет способность нейтрино менять свой тип, или «аромат»: электронные, мюонные и тау-нейтрино могут переходить друг в друга. Поскольку с веществом они взаимодействуют по-разному, это меняет эффективность нагрева звезды.

Ранее считалось, что эффект незначителен, но в новой работе ученые учли взаимное влияние огромного количества частиц и смоделировали коллапс 195 звезд массой от девяти до 120 Солнц. Оказалось, что смена «аромата» нейтрино может заметно снижать вероятность взрыва и повышать шансы превращения звезды в черную дыру особенно для светил массой от 16 до 30 Солнц.

По мнению исследователей, это помогает объяснить, почему некоторые массивные красные сверхгиганты исчезают без заметного взрыва. Вероятно, они напрямую коллапсируют в черные дыры.

Ранее стало известно, что астрономы придумали способ проверки «скрытых волос» у черных дыр.