Это открытие объясняет сразу несколько недавно открытых аномалий в свойствах сверхновых, пишут ученые в статье, опубликованной в научном журнале Physical Review D.
«Мы впервые изучили то, как нейтринные осцилляции влияют на процесс взрыва большого числа различных крупных звезд, чья масса превышает солнечную в 9−120 раз. Эти расчеты показали, что превращения нейтрино оказывают существенное влияние на конечную судьбу светил и в большом числе сценариев способствуют их прямому превращению в черные дыры», — говорится в исследовании.
Как объясняют авторы этого открытия, группа физиков под руководством профессора Копенгагенского университета (Дания) Ирен Тамборры, большинство крупных звезд заканчивает свою жизнь в виде вспышки сверхновой, в ходе которой ядро светила резко сжимается. Это порождает взрыв и мощную ударную волну, которая разбрасывает внешние прослойки звезды по окружающему космосу и способствует образованию нейтронной звезды.
Несколько лет назад ученые обнаружили, что в некоторых случаях этого не происходит и светило просто исчезает, напрямую превращаясь в черную дыру. Открытие множества примеров подобных «неудавшихся сверхновых» побуждает физиков искать возможные объяснения тому, почему взрыв звезды не происходит. Для получения этих сведений датские исследователи создали модель ядра звезды, позволяющую воспроизводить его гравитационный коллапс с учетом протекающих там физических процессов.
Проведенные при ее помощи расчеты показали, что неожиданно важную роль в этом процессе играют нейтринные осцилляции, чье влияние на процесс гибели звезды в прошлом считалось незначительным. При этом сами нейтрино играют ключевую роль в формировании сверхновой, так как они одновременно запускают этот процесс, а также участвуют в рождении ударной волны, сдерживающей гравитационный коллапс ядра.
Как обнаружили ученые, превращение даже небольшой части участвующих в этих процессах нейтрино в другие типы частиц ведет к резкому охлаждению внешних слоев ядра и ослаблению этой волны, что подавляет вспышку сверхновой и создает условия для образования черной дыры. Это оказалось в особенности характерно для звезд с массой от 16 до 30 Солнц, что объясняет то, почему подобные звезды порождают необычно мало сверхновых, а также то, почему ученые фиксируют подобные вспышки значительно реже, чем на то указывает теория.