Když hvězdy s vysokou hmotností ukončí svůj život, explodují v monumentální supernovy. Místo toho k implozi dochází tak rychle, že odskočení a všechny fotony vytvořené během něj jsou okamžitě spolknuty do nově vytvořené černé díry. Odhady naznačují, že až 20% hvězd, které jsou dostatečně masivní, aby vytvořily supernovy, se zhroutí přímo do černé díry bez výbuchu. Tito „selhaní supernovové“ by jednoduše zmizeli z nebe, což by předpovídalo zdánlivě nemožné ověřit. Nový dokument však zkoumá potenciál pro neutrina, subatomické částice, které zřídka interagují s normální hmotou, by mohly během kolapsu uniknout a být detekovány, ohlašující smrt obra.
V současnosti byla jeho neutriny detekována pouze jedna supernova. Jednalo se o supernovu 1987a, relativně blízkou supernovu, ke které došlo ve Velkém Magellanově mračnu, naší satelitní galaxii. Když tato hvězda explodovala, neutrina unikla z povrchu hvězdy a dosáhla detektorů na Zemi tři hodiny předtím, než rázová vlna dosáhla povrchu, což způsobilo viditelné zjasnění. Přesto, navzdory enormitě erupce, bylo mezi třemi detektory detekováno pouze 24 neutrin (přesněji elektronových antineutrin).
Čím dál je událost pryč, tím více budou její neutrina rozptýlena, což zase snižuje tok detektoru. U současných detektorů se očekává, že jsou dostatečně velké na to, aby detekovaly události supernovy kolem 1–3 za století, všechny pocházející z Mléčné dráhy a našich satelitů. Stejně jako u většiny astronomií lze však poloměr detekce zvětšit pomocí větších detektorů. Současná generace používá detektory s hmotností řádově kilotonů detekční tekutiny, ale navrhované detektory by to zvýšily na megatony, posunuly sféru detekovatelnosti až na 6,5 milionu světelných let, což by zahrnovalo naši nejbližší velkou sousedku, galaxii Andromeda . S takovými vylepšenými schopnostmi by se od detektorů očekávalo, že naleznou výbuchy neutrinů řádově jednou za deset let.
Za předpokladu, že výpočty jsou správné a že 20% supernovy se přímo použije, znamená to, že takové gargantuánské detektory mohou detekovat 1-2 selhávající supernovy na století. Naštěstí je to mírně vylepšeno díky zvláštní hmotnosti hvězdy, která by zvýšila celkovou energii události, a přestože by to neuniklo jako světlo, odpovídalo by to zvýšenému výkonu neutrin. Detekční koule by tak mohla být vytlačena na potenciálně 13 milionů světelných let, které by obsahovaly několik galaxií s vysokou mírou tvorby hvězd a následně supernoave.
I když to dává na radar možnost odhalit selhané supernovy, zůstává větší problém. Řekněte, že detektory neutrina zaznamenávají náhlý výbuch neutrin. U typických supernov by tato detekce rychle následovala po optické detekci supernov, ale při selhání supernovy by následné sledování chybělo. Záblesk neutrin je začátkem a koncem příběhu, který nemohl zpočátku pozitivně definovat takovou událost, která se liší od ostatních supernov, jako jsou ty, které tvoří neutronové hvězdy.
Aby škádlil jemné rozdíly, tým modeloval supernovy, aby prozkoumal zahrnuté energie a trvání. Při porovnání selhaných supernov s těmi, které vytvářely neutronové hvězdy, předpověděly, že selhání supernovových neutrin by mělo kratší trvání (~ 1 sekundu) než ty, které vytvářely neutronové hvězdy (~ 10 sekund). Kromě toho by energie způsobená kolizí, která tvoří detekci, byla vyšší pro selhané supernovy (až 56 MeV vs. 33 MeV). Tento rozdíl by mohl potenciálně rozlišovat mezi těmito dvěma typy.
