Een model voor supernova-explosies dat voor het eerst werd voorgesteld in de jaren tachtig, heeft veel steun gekregen van de waarneming door RIKEN-astrofysici van titaniumrijke pluimen die afkomstig zijn van een overblijfsel van een dergelijke explosie.

Sommige supernova-explosies zijn de doodsstrijd van sterren die minstens acht keer massiever zijn dan onze zon. Ze zijn een van de meest catastrofale gebeurtenissen in het heelal, in een paar seconden evenveel energie ontketenen als de zon over 10 miljard jaar zal genereren.

In tegenstelling tot, neutrino's behoren tot de meest etherische leden van de dierentuin met elementaire deeltjes - ze zijn minstens 5 miljoen keer lichter dan een elektron en ongeveer 10 quadriljoen van hen flitsen elke seconde door je lichaam zonder er interactie mee te hebben.

Het is moeilijk voor te stellen dat er een verband bestaat tussen supernova's en neutrino's, maar een model dat in de jaren tachtig werd ontwikkeld, stelde voor dat supernova's niet zouden plaatsvinden zonder de verwarming die door neutrino's wordt geleverd.

Dit type supernova begint wanneer de kern van een massieve ster instort tot een neutronenster - een ongelooflijk dichte ster met een diameter van ongeveer 20 kilometer. De rest van de ster stort in onder zwaartekracht, raakt de neutronenster, en kaatst ervan terug, een schokgolf creëren.

Echter, veel supernovamodellen voorspellen dat deze schokgolf zal vervagen voordat hij aan de zwaartekracht van de ster kan ontsnappen. Door rekening te houden met de verwarming die wordt gegenereerd door neutrino's die door de neutronenster worden uitgestoten, kan de energie worden geleverd die nodig is om schokgolven en dus de supernova-explosie te ondersteunen.

Nutsvoorzieningen, Shigehiro Nagataki van het RIKEN Astrophysical Big Bang Laboratory, Toshiki Sato, die op het moment van de studie in het RIKEN Nishina Center for Accelerator-Based Science was, en medewerkers hebben sterk bewijs gevonden dat dit model ondersteunt door titanium en chroom te detecteren in ijzerrijke pluimen van een supernovarest.

Het door neutrino's aangedreven supernovamodel voorspelt dat gevangen neutrino's pluimen van materiaal met hoge entropie zullen genereren, wat leidt tot bellen in supernovaresten die rijk zijn aan metalen zoals titanium en chroom. Dat is precies wat Nagataki en zijn team zagen in hun spectrale analyse op basis van waarnemingsgegevens van het Chandra X-ray Observatory op Cassiopeia A (Fig. 1), een supernovarest van ongeveer 350 jaar geleden. Deze waarneming is dus een sterke bevestiging dat neutrino's een rol spelen bij het aansturen van supernova-explosies.

"De chemische samenstellingen die we hebben gemeten, suggereren sterk dat deze materialen werden aangedreven door neutrino-aangedreven winden vanaf het oppervlak van de neutronenster, "zegt Nagataki. "Dus, de bellen die we vonden waren vanuit het hart van de supernova naar de buitenste rand van het supernova-overblijfsel getransporteerd."

Het team van Nagataki is nu van plan numerieke simulaties uit te voeren met behulp van supercomputers om het proces in meer detail te modelleren. "Onze bevinding geeft een sterke impuls om de theorie van supernova-explosies opnieuw te bekijken, " voegt Nagataki toe.