Uma estrela em explosão poderia enviar à Terra neutrinos muito energéticos vários dias antes de atingir seu máximo de luminosidade.
Antes de algumas supernovas, a estrela moribunda perde muita matéria. Esse gás permanece ao seu redor e forma um envelope denso. Quando o núcleo da estrela colapsa, a explosão lança uma onda de choque que atravessa essa matéria acumulada. Foi nessa região que os autores estudaram a produção de neutrinos.
Representação artística da matéria e da poeira se formando ao redor de uma explosão de supernova.
Crédito: ESO/M. Kornmesser, CC BY 4.0.
Os neutrinos são partículas que quase não interagem com a matéria. Eles podem atravessar um planeta inteiro sem serem detidos. Essa propriedade os torna difíceis de detectar, mas também permite transportar diretamente informações de regiões das quais a luz tem dificuldade de escapar.
No modelo calculado pelos pesquisadores, o choque acaba acelerando fortemente os prótons. Suas colisões com a matéria ao redor produzem então partículas secundárias, entre elas neutrinos. Estes podem atingir energias entre 1 e 100 teraelétron-volts, muito superiores às observadas normalmente.
O momento de sua emissão é particularmente interessante. Uma parcela significativa da energia transportada pelos neutrinos seria liberada muito rapidamente no momento da explosão. Esse sinal pode chegar antes do pico da luz visível da supernova. Os telescópios ainda não observariam o astro em seu máximo.
Os raios gama muito energéticos produzidos no mesmo local não escapam necessariamente com a mesma facilidade que os neutrinos.
Os autores calcularam que essas explosões poderiam fornecer uma parcela do fundo de neutrinos de alta energia observado no céu. Essa possibilidade, porém, depende de uma hipótese importante: as perdas de matéria que precedem a explosão precisam ser suficientemente grandes em estrelas massivas.
Na prática, as detecções individuais continuariam raras. Os pesquisadores estimam que um detector cobrindo cerca de 1 km² poderia registrar mais de um neutrino de uma supernova desse tipo aproximadamente uma vez a cada vinte anos. Uma instalação dez vezes maior poderia chegar a cerca de um evento por ano.