Een team van onderzoekers onder leiding van RIKEN heeft een nieuw mechanisme geïdentificeerd waarmee neutrino's, de ongrijpbare subatomaire deeltjes, bijdragen aan de explosies van massieve sterren, bekend als supernova's. Hun studie, gepubliceerd in het tijdschrift Nature, werpt nieuw licht op de ingewikkelde dynamiek van deze cataclysmische gebeurtenissen.

Supernova's spelen een cruciale rol bij het vormgeven van het universum. Ze werpen enorme hoeveelheden zware elementen de ruimte in en vormen zo de bouwstenen voor nieuwe sterren en planeten. Begrijpen hoe supernova’s werken is daarom essentieel voor het ontrafelen van de processen achter de vorming en evolutie van de kosmos.

In het hart van een supernova ligt de kern van een massieve ster die zijn nucleaire brandstof heeft uitgeput. Deze kern stort in onder invloed van de zwaartekracht, waardoor een enorme schokgolf ontstaat die de buitenste lagen van de ster de ruimte in stuwt. De energie die vrijkomt bij deze explosie is zo immens dat deze kortstondig een heel sterrenstelsel overtreft.

Neutrino's worden overvloedig geproduceerd in supernova's, maar hun exacte rol bij het aanwakkeren van de explosies is raadselachtig gebleven. Eerdere studies hebben gesuggereerd dat neutrino's een aanzienlijke hoeveelheid energie meenemen, waardoor de supernova mogelijk wordt uitgeblust. De nieuwe studie van het door RIKEN geleide team betwist deze visie echter.

Met behulp van een geavanceerde computersimulatie hebben de onderzoekers aangetoond dat neutrino's daadwerkelijk kunnen bijdragen aan de supernova-explosie. Ze ontdekten dat terwijl neutrino's uit de instortende kern stromen, ze een interactie aangaan met de omringende materie, waarbij ze hun energie en momentum overbrengen op het gas. Deze extra energie-input helpt de schokgolf aan te drijven en de explosie in stand te houden.

Uit het onderzoek bleek ook dat de interacties tussen neutrino en materie ingewikkelde patronen creëren in de materiestroom rond de instortende kern. Deze patronen, bekend als neutrino-aangedreven convectie, spelen een cruciale rol bij het vormgeven van de structuur en dynamiek van de supernova.

De bevindingen van deze studie bieden waardevolle inzichten in de complexe wisselwerking tussen neutrino's en materie in supernova's. Ze suggereren dat neutrino's niet slechts omstanders zijn bij deze cataclysmische gebeurtenissen, maar actieve deelnemers zijn die de uitkomst van de explosies aanzienlijk beïnvloeden.

Bovendien benadrukt de studie het belang van geavanceerde computersimulaties bij het ontrafelen van de mysteries van de kosmos. Door de kracht van supercomputers te benutten kunnen wetenschappers ongekende toegang krijgen tot de innerlijke werking van deze ontzagwekkende verschijnselen die ons universum vormgeven.