Nuovo studio suggerisce. Mariam Gogilashvili e Irene Tamborra, dell’Università di Copenaghen, hanno studiato come il cambiamento di identità dei neutrini possa impedire ad alcune stelle di esplodere alla fine del loro ciclo vitale. La ricerca, in pubblicazione su Physical Review D, suggerisce che questo fenomeno potrebbe ridurre l’energia trasferita alla materia durante il collasso stellare, favorendo la formazione di un buco nero invece di una supernova.

Nei modelli delle supernovae da collasso del nucleo, i neutrini svolgono un ruolo cruciale nel riavviare un’esplosione che altrimenti si arresterebbe. Quando il nucleo cede alla gravità, si forma un’onda d’urto diretta verso l’esterno, la quale perde energia incontrando la materia circostante. Le ingenti quantità di neutrini prodotte nelle regioni centrali possono riscaldare questa materia e spingere l’onda d’urto verso gli strati esterni.

Nuovo studio suggerisce: perché è importante

Il trasferimento di energia dipende dall’identità delle particelle: esistono tre tipi (o ‘sapori’) di neutrino – associati all’elettrone, al muone e al tau – ciascuno con la propria antiparticella. Le oscillazioni di sapore permettono ai neutrini di cambiare identità durante la propagazione, modificando la distribuzione dell’energia tra queste componenti e alterando il riscaldamento o il raffreddamento della materia nella regione che alimenta l’esplosione.

Secondo lo studio, il cambiamento di identità dei neutrini potrebbe sottrarre alla stella l’energia necessaria per trasformare un collasso in una supernova. Per includere questo processo nei calcoli, le ricercatrici hanno adottato un modello semplificato basato su conversioni istantanee e un’equa distribuzione dell’energia tra i sei tipi di particelle (neutrini e antineutrini). Questo modello applica la redistribuzione nella regione esterna al nucleo dove i neutrini si disaccoppiano dalla materia.

Le autrici hanno simulato l’evoluzione finale di quasi 200 stelle con masse iniziali comprese tra 9 e 120 volte quella del Sole, confrontando progenitrici molto diverse per stabilire quando il cambiamento di sapore può modificare l’esito del collasso. I risultati si basano su un trattamento approssimato delle conversioni, anziché su una descrizione completa della loro complessa dinamica.

Cosa cambia e quali sono gli effetti

Le simulazioni mostrano che la redistribuzione tende a spostare più energia verso le componenti associate a muone e tau, riducendo quella trasferita alla materia dietro l’onda d’urto. In alcuni casi il fronte si arresta e l’esplosione fallisce, con gran parte della stella che precipita verso il centro contribuendo alla formazione di buchi neri. Questo effetto emerge soprattutto per stelle progenitrici tra circa 15 e 30 masse solari.

Questo intervallo di massa coincide con quello delle supergiganti rosse, stelle meno frequenti del previsto tra le progenitrici identificate delle supernovae. Inoltre, il meccanismo proposto potrebbe spiegare una parte della discrepanza tra la formazione stellare nell’Universo e il numero di esplosioni osservate, attraverso collassi che non producono l’esplosione attesa.

Fonte e approfondimento su nuovo studio suggerisce: articolo originale.

Per altri aggiornamenti su nuovo studio suggerisce, consulta anche le ultime news tecnologiche di HWReady.

* Contenuto realizzato con l'ausilio di sistemi di intelligenza artificiale.