Neutrinoer kan være med til at afgøre døende stjerners skæbne

Når massive stjerner nærmer sig slutningen af deres liv, kan de enten eksplodere som supernovaer og efterlade en neutronstjerne eller kollapse til et sort hul. Et nyt studie fra Københavns Universitet peger på, at neutrinoer – også kaldet spøgelsespartikler – kan spille en større rolle for udfaldet, end forskere hidtil har antaget.

Neutrinoer kan skifte mellem forskellige typer, en proces der kaldes neutrino-flavorkonvertering. Forskerne har undersøgt, hvilken betydning dette skift har for stjernernes udvikling.

"Vi har længe vidst, at neutrinoer kan skifte mellem forskellige typer af smag. Men vi har som regel antaget, at det ikke havde betydning for selve eksplosionens udfald. Vores forskningsresultater tyder på, at denne smag faktisk kan sige noget om stjernens skæbne," siger Mariam Gogilashvili, postdoc ved Niels Bohr Instituttet og førsteforfatter til studiet.

Forskerne simulerede kollapset af 195 stjerner med masser fra ni til 120 gange Solens masse. Resultaterne viste især en markant effekt for stjerner på mellem 16 og 30 solmasser.

"Det var et virkelig spændende øjeblik, da vi satte alle 195 simuleringer side om side og så en hel række stjerner skifte fra at eksplodere til at gå til grunde. At se et så tydeligt mønster på tværs af så mange stjerner viste os, at denne neutrino flavorkonvertering er noget, vi simpelthen ikke kan se bort fra, når vi forsøger at forstå, hvordan massive stjerner ender deres liv," lyder det fra postdoc Mariam Gogilashvili.

Resultaterne kan ifølge forskerne også bidrage til forståelsen af, hvorfor der observeres færre supernovaer end forventet. Studiet er udgivet i Physical Review D.

Faktaboks

• Studiet er udført af forskere fra Niels Bohr Instituttet på Københavns Universitet.
• Forskerne simulerede 195 kollapsende stjerner.
• Stjernerne havde masser på 9-120 gange Solens masse.
• Neutrino-flavorkonvertering kan påvirke stjernens endelige skæbne.
• Effekten er særligt tydelig ved 16-30 solmasser.
• Stjerner kan ende som supernovaer/neutronstjerner eller sorte huller.
• Studiet er udgivet i Physical Review D.