Uma equipe de pesquisadores liderada por RIKEN identificou um novo mecanismo pelo qual os neutrinos, as evasivas partículas subatômicas, contribuem para as explosões de estrelas massivas, conhecidas como supernovas. O seu estudo, publicado na revista Nature, lança uma nova luz sobre a intrincada dinâmica destes eventos cataclísmicos.

As supernovas desempenham um papel crucial na formação do universo. Eles ejetam grandes quantidades de elementos pesados ​​para o espaço, formando os blocos de construção de novas estrelas e planetas. Compreender como funcionam as supernovas é, portanto, essencial para desvendar os processos por trás da formação e evolução do cosmos.

No coração de uma supernova está o núcleo de uma estrela massiva que esgotou o seu combustível nuclear. Este núcleo entra em colapso sob a sua gravidade, gerando uma tremenda onda de choque que impulsiona as camadas externas da estrela para o espaço. A energia liberada durante esta explosão é tão imensa que ofusca brevemente uma galáxia inteira.

Os neutrinos são produzidos copiosamente nas supernovas, mas o seu papel exacto na alimentação das explosões permanece enigmático. Estudos anteriores sugeriram que os neutrinos transportam consigo uma quantidade significativa de energia, potencialmente extinguindo a supernova. No entanto, o novo estudo da equipa liderada pela RIKEN desafia esta sabedoria convencional.

Os pesquisadores usaram supercomputadores para simular as condições dentro de uma supernova e rastrear o comportamento dos neutrinos. Eles descobriram que os neutrinos podem ficar emaranhados – um fenômeno da mecânica quântica no qual as partículas exibem uma forte interdependência, mesmo quando separadas por grandes distâncias.

“Descobrimos que o emaranhamento leva a um novo mecanismo de resfriamento”, explica Shinya Wanajo, astrofísico teórico da RIKEN e principal autor do estudo. "Os neutrinos trocam energia entre si através do emaranhamento, permitindo que o núcleo da supernova retenha mais energia e alimentando a explosão."

Esta descoberta anula a suposição anterior de que os neutrinos agem apenas como um dreno de energia nas supernovas. Em vez disso, o seu emaranhado permite-lhes desempenhar um papel mais complexo, mediando a transferência de energia dentro do núcleo em explosão e contribuindo potencialmente para a violência da explosão.

O estudo abre novos caminhos para a compreensão da física das supernovas e do papel dos efeitos quânticos na formação do cosmos. Enfatiza a importância de considerar a mecânica quântica ao modelar o comportamento de partículas sob condições extremas, ampliando os limites da pesquisa astrofísica.

Como conclui Shinya Wanajo:“Nosso estudo demonstra a profunda influência da mecânica quântica nas escalas mais grandiosas do universo. Desvendar esses fenômenos quânticos é crucial para avançar nosso conhecimento do cosmos e obter uma apreciação mais profunda das intrincadas forças que moldam nossa existência. "