Utiliser les neutrinos pour observer et étudier les processus stellaires, en particulier les supernovae et les intérieurs stellaires.L'astronomie neutrino est la pratique qui consiste à observer l'univers à travers les neutrinos — des particules presque sans masse, électriquement neutres, qui interagissent si faiblement avec la matière qu'elles peuvent traverser le cosmos sans être déviées ni absorbées. Contrairement à la lumière, qui est diffusée par la poussière et le gaz, les neutrinos transportent des informations directement depuis le cœur des événements les plus extrêmes : les explosions de supernovae, les noyaux des étoiles, et peut-être les moteurs des noyaux actifs de galaxies. Parce que les neutrinos sont produits dans les réactions nucléaires et les effondrements catastrophiques, ils offrent une fenêtre unique sur des processus autrement cachés derrière d'épaisses couches de matière.
L'idée a été proposée dans les années 1960, et la première détection de neutrinos provenant de l'extérieur du système solaire a eu lieu en 1987 avec la supernova 1987A, lorsqu'une poignée de neutrinos a été enregistrée par trois détecteurs souterrains. Le domaine s'est développé avec l'achèvement d'IceCube en 2010, qui a ouvert l'ère de l'astronomie neutrino à haute énergie.
Les neutrinos sont détectés en construisant d'énormes instruments qui recherchent les rares éclairs de lumière produits lorsqu'un neutrino interagit avec un noyau ou un électron. Dans l'eau ou la glace, un neutrino peut créer une particule chargée qui se déplace plus vite que la lumière dans ce milieu, produisant un cône de rayonnement Cherenkov bleu. Des détecteurs comme IceCube au pôle Sud utilisent des milliers de capteurs optiques enfouis dans un kilomètre cube de glace pour capter ces signaux faibles. Pour les supernovae, une rafale de neutrinos arrive des heures avant le flash optique, car les neutrinos s'échappent immédiatement du noyau en effondrement tandis que l'onde de choc met du temps à atteindre la surface.
Les observatoires de neutrinos surveillent le ciel pour détecter les alertes de supernova, fournissant des avertissements précoces aux télescopes optiques, et ils sondent les sources des rayons cosmiques en identifiant les neutrinos produits lorsque ces particules interagissent avec la matière ou le rayonnement.
Une supernova émet plus d'énergie en neutrinos en quelques secondes que le Soleil n'en rayonnera pendant toute sa vie, et pourtant seulement environ deux douzaines de neutrinos de la SN 1987A ont été détectés sur Terre.
