När stjärnor med hög massa avslutar sina liv exploderar de i monumentala supernovaer. Istället inträffar implosionen så snabbt att rebounden och alla fotoner som skapats under den omedelbart sväljs in i det nybildade svarta hålet. Uppskattningar har föreslagit att så mycket som 20% av stjärnorna som är tillräckligt massiva för att bilda supernovor kollapsar direkt in i ett svart hål utan en explosion. Dessa "misslyckade supernovaer" skulle helt enkelt försvinna från himlen och lämna sådana förutsägelser som tycks vara omöjliga att verifiera. Men en ny artikel undersöker potentialen för neutrino, subatomära partiklar som sällan interagerar med normal materia, kan komma undan under kollapsen och upptäckas, vilket talar om en jättes död.
För närvarande har bara en supernova upptäckts av sina neutrino. Detta var supernova 1987a, en relativt nära supernova som inträffade i Stor Magellanic Cloud, en satellitgalax till vår egen. När denna stjärna exploderade, slapp neutrinoerna från stjärnans yta och nådde detektorer på jorden tre timmar innan chockvågen nådde ytan och gav en synlig ljusning. Men trots utbrottets enormitet upptäcktes endast 24 neutrinoer (eller mer exakt, elektron-anti-neutrino) mellan tre detektorer.
Ju längre bort en händelse är, desto mer kommer neutrinoerna att spridas ut, vilket i sin tur minskar flödet vid detektorn. Med nuvarande detektorer är förväntningarna att de är tillräckligt stora för att upptäcka supernovahändelser kring en takt på 1-3 per sekel, alla härifrån inom Vintergatan och våra satelliter. Men som med mest astronomi, kan detekteringsradie ökas med större detektorer. Den nuvarande generationen använder detektorer med massor i storleksordningen kilotons detekteringsvätska, men föreslagna detektorer skulle öka detta till megaton och pressa området för detekterbarhet till så mycket som 6,5 miljoner ljusår, vilket skulle inkludera vår närmaste stora granne, Andromeda-galaxen . Med sådana förbättrade kapaciteter förväntas detektorer hitta neutrino-skur i storleksordningen en gång per decennium.
Förutsatt att beräkningarna är korrekta och att 20% av supernova imploderar direkt, betyder detta att sådana gargantuan-detektorer kan upptäcka 1-2 misslyckade supernovaer per sekel. Lyckligtvis förbättras detta något på grund av stjärnans extra massa, vilket skulle göra händelsens totala energi högre, och även om detta inte skulle undgå som ljus, skulle det motsvara en ökad neutrinoutgång. Således skulle detektionsfären kunna skjutas ut till potentiellt 13 miljoner ljusår, vilket skulle innehålla flera galaxer med höga stjärnbildningsgrader och följaktligen supernoave.
Även om detta sätter potentialen för upptäckter av misslyckade supernovaer på radaren, kvarstår ett större problem. Säg att neutrino-detektorer registrerar ett plötsligt utbrott av neutrino. Med typiska supernovaer skulle denna detektion snabbt följas med optisk detektion av en supernova, men med en misslyckad supernova skulle uppföljningen vara frånvarande. Neutrino-bristen är början och slutet på historien, som initialt inte kunde definiera en sådan händelse som är annorlunda än andra supernovaer, till exempel de som bildar neutronstjärnor.
För att reta ut de subtila skillnaderna modellerade teamet supernovaerna för att undersöka energierna och varaktigheterna. Vid jämförelse av misslyckade supernovaer med sådana som bildar neutronstjärnor, förutspådde de att de misslyckade supernova-neutrino-burstarna skulle ha kortare varaktigheter (~ 1 sekund) än de som bildar neutronstjärnor (~ 10 sekunder). Dessutom skulle den energi som förmedlas i kollisionen som utgör detekteringen vara högre för misslyckade supernovaer (upp till 56 MeV vs 33 MeV). Denna skillnad kan potentiellt skilja mellan de två typerna.
