Când stelele cu masă înaltă își încheie viața, acestea explodează în supernovele monumentale. În schimb, imploziunea are loc atât de rapid, încât reculul și toți fotonii creați în timpul acesteia, sunt înghițiți imediat în gaura neagră nou formată. Estimările au sugerat că până la 20% din stelele care sunt suficient de masive pentru a forma supernovele se prăbușesc direct într-o gaură neagră fără o explozie. Aceste „supernovele eșuate” ar dispărea pur și simplu din cer, lăsând astfel de predicții aparent imposibil de verificat. Dar o nouă lucrare explorează potențialul neutrinilor, particule subatomice care interacționează rar cu materia normală, ar putea scăpa în timpul prăbușirii și poate fi detectat, anunțând moartea unui gigant.
În prezent, o singură supernovă a fost detectată de neutroanele sale. Aceasta a fost supernova 1987a, o supernovă relativ apropiată care a avut loc în Marele Magellanic Cloud, o galaxie satelită a noastră. Când această stea a explodat, neutrinii au scăpat de suprafața stelei și au ajuns la detectoare pe Pământ cu trei ore înainte ca unda de șoc să ajungă la suprafață, producând o strălucire vizibilă. Cu toate acestea, în pofida enormității erupției, au fost depistați doar 24 de neutrini (sau mai exact, anti-neutrinoși electroni) între trei detectori.
Cu cât este mai departe un eveniment, cu atât neutrinii săi vor fi răspândiți, ceea ce, la rândul său, scade fluxul la detector. În cazul detectoarelor actuale, se așteaptă ca acestea să fie suficient de mari pentru a detecta evenimente de supernove în jurul unei viteze de 1-3 pe secol, toate provenind din Calea Lactee și din sateliții noștri. Dar la fel ca în majoritatea astronomiei, raza de detecție poate fi crescută cu ajutorul detectoarelor mai mari. Generația actuală folosește detectoare cu mase de ordinul kilotonilor de detectare a fluidului, dar detectoarele propuse ar crește acest lucru la megatoni, împingând sfera de detectabilitate până la 6,5 milioane de ani lumină, ceea ce ar include cel mai apropiat vecin mare al nostru, galaxia Andromeda . Cu astfel de capacități sporite, se așteaptă ca detectoarele să găsească explozii de neutrino de ordinul o dată pe deceniu.
Presupunând că calculele sunt corecte și că 20% din supernove implementează direct, acest lucru înseamnă că astfel de detectoare gargantuan ar putea detecta 1-2 supernove eșuate pe secol. Din fericire, acest lucru este ușor îmbunătățit datorită masei suplimentare a stelei, ceea ce ar face ca energia totală a evenimentului să fie mai mare și, în timp ce aceasta nu ar scăpa ca lumina, ar corespunde unei creșteri a neutrinelor. Astfel, sfera de detectare ar putea fi împinsă la potențial 13 milioane de lumina, ceea ce ar încorpora mai multe galaxii cu rate mari de formare a stelelor și, în consecință, supranovare.
În timp ce acest lucru pune potențialul de a detecta supernovele eșuate pe radar, rămâne o problemă mai mare. Spuneți că detectoarele de neutrino înregistrează o explozie bruscă de neutrini. Cu supernovele tipice, această detecție ar fi urmată rapid cu detectarea optică a unei supernove, dar cu o supernovă eșuată, urmarea ar fi absentă. Izbucnirea neutrinilor este începutul și sfârșitul poveștii, care nu a putut defini inițial în mod pozitiv un astfel de eveniment diferit de alte supernove, precum cele care formează stele neutronice.
Pentru a elimina diferențele subtile, echipa a modelat supernovele pentru a examina energiile și duratele implicate. Atunci când comparăm supernovele eșuate cu cele care formează stele de neutroni, ei au prezis că exploziile de neutrinoe cu supernove eșuate vor avea durate mai scurte (~ 1 secundă) decât cele care formează stele neutronice (~ 10 secunde). În plus, energia oferită în coliziunea care compune detectarea ar fi mai mare pentru supernovele eșuate (până la 56 MeV față de 33 MeV). Această diferență ar putea discrimina între cele două tipuri.
