Cela donne à réfléchir que les étoiles comme le soleil, ou plus précisément, toutes les étoiles finiront par mourir – oui, même le soleil. Pas de panique cependant, il nous reste encore quelques milliards d’années, vous arriverez donc à la fin de cet article. Les étoiles les plus massives meurent lors des explosions spectaculaires de supernovae et, lorsqu’elles le font, elles envoient une explosion de neutrinos à travers l’univers. Les astronomes pensent désormais qu’il est probable qu’il existe un fond de neutrinos à travers le cosmos et qu’un jour, nous serons en mesure de cartographier la répartition historique des explosions de supernova, peut-être même d’ici 2035.
La mort des étoiles peut être assimilée à du papier bulle ; Certains, de façon décevante, se contentent de dire « pffft » – comme les étoiles de masse inférieure comme notre soleil – tandis que d’autres émettent un bruit vif et satisfaisant – comme les étoiles qui ont plus de huit fois la masse du soleil. Lorsque ces étoiles massives apparaissent, c’est en fait un processus fascinant en soi. Les forces à l’intérieur d’une étoile sont en équilibre pendant la majeure partie de la vie d’une étoile, la force de gravité tirant vers l’intérieur étant équilibrée par la force thermonucléaire poussant vers l’extérieur, résultat de la fusion nucléaire dans le noyau de l’étoile.
Les étoiles massives apparaissent parce qu’elles atteignent généralement un stade en fin de vie avec un noyau riche en fer et que la fusion du fer ne produit pas d’énergie, elle l’absorbe. Avec un noyau de fer, la force thermonucléaire cesse et le noyau s’effondre, provoquant une explosion massive de supernova. Désormais, chaque fois que des atomes se brisent ou fusionnent, ils émettent des neutrinos ; même les fruits modestes comme les bananes en produisent à partir de la radioactivité naturelle du potassium.
Il en va de même pour les explosions de supernova. Lorsqu’ils se produisent, des sursauts ou des neutrinos sont dispersés à travers l’univers, de l’ordre de 1 058. Au cours de l’histoire de l’univers, les neutrinos se sont dispersés dans tout l’espace et constituent désormais l’une des particules de masse les plus abondantes dans l’univers entier. Ils sont si abondants qu’un billion de particules de neutrinos traversent notre corps chaque seconde.
Il est difficile de savoir combien d’étoiles sont devenues des supernovas depuis le Big Bang il y a 13,8 milliards d’années, mais il est tout à fait possible que l’étude du « buzz » de fond des neutrinos, appelé fond diffus de neutrinos de supernova (DSNB), puisse révéler la réponse. Le DSNB n’a pas encore été découvert, mais si nous parvenons à le détecter, nous pourrons peut-être déterminer le taux d’effondrement historique du noyau depuis la nuit des temps.
Ce concept fascinant est exploré avec un certain nombre d’instruments existants et à venir, en particulier l’Observatoire souterrain de neutrinos de Jiangmen (JUNO), qui commencera à collecter des données en 2023, et le détecteur de neutrinos Super Kwmiokande au Japon, qui a collecté des données au cours des dernières années. huit ans. Ces instruments et d’autres sondent le DSNB et affinent les modèles.
L’équipe (Nick Ekanger, Shunsaku Horiuchi, Hiroki Nagakura et Samantha Reitz) a utilisé les données disponibles à partir de ces instruments et d’autres pour affiner les estimations du DSNB et en déduire qu’il devrait être détectable et a conclu qu’il est possible dans leur papier posté sur le arXiv serveur de préimpression. Bien que cela n’ait pas encore été détecté, il est prometteur que, au cours de la prochaine décennie, nous puissions déduire des observations le taux d’explosions de supernova au fur et à mesure de l’évolution de l’univers.
Plus d’information:
Nick Ekanger et al, Fond diffus de neutrinos de supernova avec des mesures à jour du taux de formation d’étoiles et des simulations de supernova multidimensionnelles à long terme, arXiv (2023). DOI : 10.48550/arxiv.2310.15254