หอสังเกตการณ์ของโลกหวังว่าจะตรวจจับนิวตริโนและคลื่นความโน้มถ่วงเกือบทุกคืนที่มองเห็นกลุ่มดาวนายพราน นักฟิสิกส์ Mark Vagins ก้าวออกไปข้างนอกเพื่อมองดูดาวสีแดงที่ไหล่ขวาของร่างในตำนาน “คุณสามารถเห็นสีของเบเทลจุสได้ด้วยตาเปล่า มันน่าทึ่งมาก ดาวสีแดงและสีแดงนี้” เขากล่าว “มันอาจจะไม่ใช่ในชีวิตของฉัน แต่สักวันหนึ่ง ดาวดวงนั้นกำลังจะระเบิด”
ด้วยรัศมีประมาณ900 เท่าของดวงอาทิตย์เบเทลจุสจึงเป็นดาวขนาดมหึมาที่ใกล้จะถึงจุดสิ้นสุด ในที่สุด มันจะไม่สามารถรองรับน้ำหนักของตัวเองได้อีกต่อไป และแกนกลางของมันก็จะพังทลาย คลื่นกระแทกจากการยุบตัวนั้นจะเร่งความเร็วออกไปด้านนอกขับชั้นนอกของดาวออกอย่างรุนแรงในการระเบิดครั้งใหญ่ที่เรียกว่าซุปเปอร์โนวา เมื่อบีเทลจุสระเบิด กาบูมของจักรวาลจะสร้างแสงที่สว่างกว่าพระจันทร์เต็มดวง ซึ่งมองเห็นได้แม้ในเวลากลางวัน มันอาจเกิดขึ้นในวันพรุ่งนี้ หรือล้านปีต่อจากนี้
ดาวจำนวนนับไม่ถ้วนอย่างเบเทลจุส
ซึ่งอาจระเบิดได้ในไม่ช้า ก็เกลื่อนทางช้างเผือก นักวิทยาศาสตร์ประเมินว่าซุปเปอร์โนวาเกิดขึ้นในดาราจักรของเราสองสามครั้งในศตวรรษ ในขณะที่ซุปเปอร์โนวาที่ส่องแสงเจิดจ้าในดาราจักรอันไกลโพ้นมักถูกพบเห็นเป็นประจำด้วยกล้องโทรทรรศน์ที่ได้รับการฝึกฝนบนสวรรค์ นักวิทยาศาสตร์ก็หวังเป็นอย่างยิ่งว่าจะได้จับภาพลายเซ็นสองอันที่เข้าใจยากซึ่งตรวจพบได้จากซุปเปอร์โนวาที่อยู่ใกล้บ้านเท่านั้น ลายเซ็นเหล่านี้คือนิวตริโน (อนุภาคของอะตอมที่ไหลออกจากศูนย์กลางของดาวที่กำลังยุบตัว) และคลื่นความโน้มถ่วง
Hans-Thomas Janka นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์จาก Max Planck Institute for Astrophysics ในเมือง Garching ประเทศเยอรมนี กล่าวว่า “สัญญาณทั้งสองนี้ส่งตรงจากด้านในของซุปเปอร์โนวา ซึ่งเป็นสัญญาณที่เราปรารถนาจริงๆ ซึ่งแตกต่างจากแสงที่ปล่อยออกมาจากพื้นผิวของดาวฤกษ์ นิวตริโนล่องหนและคลื่นโน้มถ่วงจะทำให้นักวิทยาศาสตร์มองเห็นกระบวนการที่เกิดขึ้นลึกลงไปในดาวที่กำลังยุบตัวได้
ซุปเปอร์โนวาให้มากกว่าการระเบิดที่น่าเกรงขาม เมื่อพวกมันปะทุ ดวงดาวก็คายความกล้าออกมา ทำให้เกิดจักรวาลด้วยองค์ประกอบทางเคมีที่จำเป็นสำหรับการดำรงชีวิต Vagins แห่ง Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe แห่งมหาวิทยาลัยโตเกียวกล่าวว่า “เราไม่สามารถอยู่ที่นี่ได้อย่างชัดเจนหากไม่มีซุปเปอร์โนวา แต่กระบวนการที่เกิดขึ้นภายในความยุ่งเหยิงนั้นยังไม่เป็นที่เข้าใจอย่างถ่องแท้ การจำลองด้วยคอมพิวเตอร์ได้เปิดเผยฟิสิกส์ส่วนใหญ่เกี่ยวกับการที่ดาวระเบิดออกมา แต่แบบจำลองไม่สามารถทดแทนการระเบิดในบริเวณใกล้เคียงในชีวิตจริงได้
แรงบันดาลใจอย่างหนึ่งสำหรับนักวิทยาศาสตร์คือซุปเปอร์โนวา 1987Aซึ่งปรากฏในเมฆแมเจลแลนใหญ่ ดาราจักรดาวเทียมของทางช้างเผือกเมื่อ 30 ปีที่แล้ว ( SN: 2/18/17, p. 20 ) การลุกเป็นไฟนั้นบอกเป็นนัยถึงข้อมูลที่เหนือชั้นที่ซุปเปอร์โนวาใกล้เคียงสามารถให้ได้ ด้วยเครื่องตรวจจับที่มีอยู่ในขณะนั้น นักวิทยาศาสตร์สามารถจับนิวตริโนของ 1987A ได้เพียงสองโหล ( SN: 3/21/87, p. 180 ) มีการเขียนบทความหลายร้อยฉบับเพื่อวิเคราะห์อนุภาคอันล้ำค่าจำนวนหนึ่ง การคำนวณจากการตรวจจับดังกล่าวได้ยืนยันลางสังหรณ์ของนักวิทยาศาสตร์ว่านิวตริโนจำนวนมหาศาลถูกปลดปล่อยออกมาหลังจากที่แกนกลางของดาวยุบตัวลงในซุปเปอร์โนวา ทั้งหมด 1987A ปล่อยประมาณ 10 58นิวตริโน ในมุมมองนี้ มีดาวประมาณ 10 24ดวงในเอกภพที่สังเกตได้ ซึ่งเป็นจำนวนที่น้อยกว่ามาก
ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2530 เครื่องตรวจจับนิวตริโนได้แพร่กระจายออกไป โดยได้รับการติดตั้งในสถานที่แปลกใหม่ซึ่งเหมาะสำหรับการดักจับนิวตริโน ตั้งแต่แผ่นน้ำแข็งแอนตาร์กติกไปจนถึงเหมืองลึกทั่วโลก หากซูเปอร์โนวาออกไปในทางช้างเผือกในวันนี้ นักวิทยาศาสตร์อาจจับนิวตริโนได้เป็นพันๆ หรือแม้แต่ล้านนิวตริโน การตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงก็มาถึงที่เกิดเหตุเช่นเดียวกัน พร้อมที่จะรับการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในกาลอวกาศที่เกิดจากการระเบิด การตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงหรือคลื่นนิวตริโนของซุปเปอร์โนวาจะนำไปสู่การก้าวกระโดดที่ชัดเจนในความรู้ของนักวิทยาศาสตร์ และทำให้หน้าต่างใหม่กลายเป็นซุปเปอร์โนวา สิ่งที่จำเป็นในตอนนี้คือการระเบิด
เตือนภัยล่วงหน้า
แม้จะมีการประมาณการว่ามีดาวฤกษ์สองสามดวงระเบิดในทางช้างเผือกทุกศตวรรษ แต่ก็ไม่มีใครเหลือบเห็นเลยตั้งแต่ช่วงต้นทศวรรษ 1600เป็นต้นไป นักฟิสิกส์ John Beacom จาก Ohio State University ในโคลัมบัสกล่าวว่าเป็นไปได้ว่าการระเบิดจะไม่มีใครสังเกตเห็น แสงอาจหายไปจากความยุ่งเหยิงของก๊าซและฝุ่นในดาราจักร การระเบิดของนิวตริโนจากซุปเปอร์โนวาจะให้สัญญาณที่แน่นอน
อนุภาคมูลฐานคล้ายฤาษีเหล่านี้หลีกเลี่ยงปฏิสัมพันธ์ส่วนใหญ่กับสสาร นิวตริโนที่ผลิตขึ้นจากดาวฤกษ์ การสลายกัมมันตภาพรังสี และปฏิกิริยาอื่นๆ เป็นสิ่งที่จับต้องไม่ได้จนมีนิวตริโนนับล้านล้านจากการระเบิดของ 1987A ผ่านร่างของมนุษย์ทุกคนบนโลก แต่ไม่มีใครรู้สึกอะไรเลย สำหรับซุปเปอร์โนวาเช่น 1987A หรือที่เรียกว่าซุปเปอร์โนวาประเภท 2 หรือซุปเปอร์โนวาที่แกนยุบตัว ประมาณ99 เปอร์เซ็นต์ของพลังงานจากการระเบิดจะเข้าสู่อนุภาคขนาดเล็ก ซุปเปอร์โนวาประเภท 1a ที่พบได้น้อยกว่าทั่วไปเกิดขึ้นเมื่อเศษดาวที่เรียกว่าดาวแคระขาวขโมยสสารจากดาว ข้างเคียง จนกระทั่งดาวแคระขาวระเบิด ( SN: 4/30/16, p. 20). ในซุปเปอร์โนวาประเภท 1a ไม่มีการยุบตัวของแกนกลาง ดังนั้นนิวตริโนจากการระเบิดเหล่านี้จึงมีจำนวนน้อยกว่ามากและมีโอกาสน้อยที่จะตรวจพบได้บนโลก
