Un détecteur souterrain pourrait révéler l'histoire des supernovas dans l'univers

Lorsqu'une étoile massive est à court de carburant, son cœur s'effondre sous l'effet de la gravité, ce qui déclenche une explosion puissante et lumineuse qui fait voler en éclats les couches extérieures de l'étoile. Cette mort explosive est connue sous le nom de supernova. Cependant, ce que l'on voit en lumière visible ne représente qu'environ 1 % de l'énergie libérée, le reste étant émis sous forme de neutrinos.

Les neutrinos, également appelés particules fantômes, sont des particules fondamentales dotées d'une masse minuscule, d'une charge électrique nulle et d'interactions très faibles avec d'autres matières, ce qui les rend très difficiles à détecter. Ils peuvent traverser des étoiles, des planètes, des galaxies et même le corps humain sans être détectés. Les neutrinos peuvent parcourir d'énormes distances sans interagir, ce qui signifie qu'ils peuvent transporter des informations directes depuis le cœur des étoiles en explosion. L'étude des neutrinos peut donc fournir des informations précieuses sur les supernovae à effondrement du cœur.

Il est remarquable que le signal combiné de nombreuses supernovae à effondrement du cœur passées puisse être observé avec une sensibilité accrue des détecteurs. Ce signal est connu sous le nom de fond diffus de neutrinos de supernova.

Super-Kamiokande est un énorme détecteur enterré au Japon. Cet instrument peut détecter ces particules grâce aux flashs créés lorsqu'un neutrino entre en collision avec les protons ou les électrons des molécules d'eau. Ces éclairs sont détectés par les capteurs du détecteur.

Du gadolinium a été ajouté à ce détecteur afin d'améliorer sa capacité à détecter les neutrons produits lors des interactions avec les neutrinos. Les scientifiques pensent que cette amélioration facilitera l'observation des neutrinos de supernova dans l'ensemble de l'univers. Une autre question importante est de savoir quel type d'objet est laissé derrière l'explosion. L'étude des neutrinos peut aider les scientifiques à mieux comprendre ces résultats. Au lieu d'observer une seule supernova, il est possible d'étudier l'histoire collective des explosions stellaires.