Un modèle d'explosions de supernova proposé pour la première fois dans les années 1980 a été fortement soutenu par l'observation par les astrophysiciens de RIKEN de panaches riches en titane émanant d'un vestige d'une telle explosion.

Certaines explosions de supernova sont l'agonie d'étoiles au moins huit fois plus massives que notre Soleil. Ils sont l'un des événements les plus cataclysmiques de l'Univers, libérant autant d'énergie en quelques secondes que le Soleil en générera dans 10 milliards d'années.

En revanche, Les neutrinos sont parmi les membres les plus éthérés du zoo des particules élémentaires - ils sont au moins 5 millions de fois plus légers qu'un électron et environ 10 quadrillions d'entre eux parcourent votre corps chaque seconde sans interagir avec lui.

Il est difficile de concevoir qu'il puisse y avoir un lien entre les supernovas et les neutrinos, mais un modèle avancé dans les années 1980 a proposé que les supernovas ne se produiraient pas sans le chauffage fourni par les neutrinos.

Ce type de supernova commence lorsque le noyau d'une étoile massive s'effondre en une étoile à neutrons, une étoile incroyablement dense d'environ 20 kilomètres de diamètre. Le reste de l'étoile s'effondre sous l'effet de la gravité, frappe l'étoile à neutrons, et rebondit dessus, créant une onde de choc.

Cependant, de nombreux modèles de supernova prédisent que cette onde de choc s'estompera avant qu'elle ne puisse échapper à la gravité de l'étoile. La prise en compte de l'échauffement généré par les neutrinos éjectés de l'étoile à neutrons pourrait fournir l'énergie nécessaire pour entretenir les ondes de choc et donc l'explosion de la supernova.

Maintenant, Shigehiro Nagataki au Laboratoire d'astrophysique Big Bang RIKEN, Toshiki Sato, qui était au RIKEN Nishina Center for Accelerator-Based Science au moment de l'étude, et ses collègues ont trouvé des preuves solides à l'appui de ce modèle en détectant le titane et le chrome dans les panaches riches en fer d'un reste de supernova.

Le modèle de supernova piloté par les neutrinos prédit que les neutrinos piégés généreront des panaches de matériau à haute entropie, conduisant à des bulles dans les restes de supernova riches en métaux tels que le titane et le chrome. C'est exactement ce que Nagataki et son équipe ont vu dans leur analyse spectrale basée sur les données d'observation de l'observatoire à rayons X Chandra sur Cassiopée A (Fig. 1), un reste de supernova d'il y a environ 350 ans. Cette observation est donc une confirmation forte que les neutrinos jouent un rôle dans la conduite des explosions de supernova.

"Les compositions chimiques que nous avons mesurées suggèrent fortement que ces matériaux ont été entraînés par des vents entraînés par les neutrinos de la surface de l'étoile à neutrons, " dit Nagataki. " Ainsi, les bulles que nous avons trouvées avaient été transportées du cœur de la supernova jusqu'au bord extérieur du reste de la supernova."

L'équipe de Nagataki a maintenant l'intention de réaliser des simulations numériques à l'aide de supercalculateurs pour modéliser le processus plus en détail. "Notre découverte donne une forte impulsion pour revisiter la théorie des explosions de supernova, " ajoute Nagataki.