Les neutrinos sont des particules minuscules qui interagissent à peine avec la matière. Ils traversent une étoile sans encombre, comme des balles à travers un nuage. Lorsqu'une étoile massive se prépare à exploser, son noyau se contracte, la température augmente et des neutrinos commencent à s'en échapper. Des astrophysiciens ont suivi ce processus en continu pour la première fois, depuis les derniers jours de vie de l'étoile jusqu'aux premiers instants après l'effondrement de son noyau.
Les auteurs de l'étude ont utilisé des modèles informatiques d'étoiles dont les masses vont de 10 à 40 masses solaires. Ils ont découvert une loi simple : plus le noyau de l'étoile est dense (ce qui est décrit par un paramètre que les astronomes appellent compacité), plus les neutrinos émis au cours des dernières 24 heures avant l'explosion sont nombreux. Si l'on observe sur une période plus longue, de plusieurs jours, la quantité de neutrinos est mieux corrélée avec la masse du noyau de carbone-oxygène. Autrement dit, différentes caractéristiques du noyau se manifestent dans le signal neutrino à différents intervalles de temps.
Le bref sursaut de neutrinos électroniques qui se produit juste après la compression maximale du noyau est particulièrement intéressant. Son intensité est directement liée à la compacité de l'étoile d'origine. Les autres types de neutrinos, qui naissent plus tard, sont alimentés par l'énergie de la matière qui retombe sur le noyau – et leur flux reflète également la densité du noyau. En somme, les neutrinos sont une sorte de radiographie des entrailles de l'étoile, prise au moment de sa mort.
Les scientifiques ont également vérifié si une telle corrélation serait observable en pratique si une étoile explosait pas trop loin de nous. Les calculs montrent que même en tenant compte du bruit des détecteurs, la corrélation entre le signal neutrino et la compacité du noyau serait conservée. Cela donne l'espoir que les futures observations permettront de prédire à l'avance la puissance de l'explosion d'une supernova et d'affiner les modèles d'évolution stellaire.
Les neutrinos de la supernova de 1987 ont atteint la Terre plusieurs heures avant que l'explosion ne soit visible dans les télescopes. Les particules se sont échappées sans encombre du noyau, tandis que la lumière a dû se frayer un chemin à travers l'enveloppe dense de l'étoile.
Dans le roman d'Arthur C. Clarke « Lumière des jours lointains », les héros utilisent les neutrinos pour voir à travers n'importe quel obstacle. En réalité, les astrophysiciens utilisent déjà les neutrinos pour sonder l'intérieur des étoiles mourantes.