Нейтрино — крошечные частицы, которые почти не взаимодействуют с веществом. Они беспрепятственно проходят сквозь звезду, как пули сквозь туман. Когда массивная звезда готовится к взрыву, её ядро сжимается, температура растёт, и из неё начинают вылетать нейтрино. Астрофизики впервые проследили этот процесс непрерывно — от последних дней жизни звезды до первых мгновений после того, как её ядро схлопнулось.
Авторы работы использовали компьютерные модели звёзд с массами от 10 до 40 масс Солнца. Они обнаружили простую закономерность: чем плотнее ядро звезды (это описывается параметром, который астрономы называют компактностью), тем больше нейтрино испускается в последние сутки перед взрывом. Если же смотреть на более длительный период — несколько дней — то количество нейтрино лучше коррелирует с массой углеродно-кислородного ядра. То есть разные характеристики ядра проявляются в нейтринном сигнале на разных временных интервалах.
Особенно интересен короткий всплеск электронных нейтрино, который возникает сразу после того, как ядро сжимается до предела. Его сила напрямую связана с компактностью исходной звезды. Другие типы нейтрино, которые рождаются позже, питаются энергией от падающего на ядро вещества — и их поток тоже отражает плотность ядра. Получается, что нейтрино — это своего рода рентгеновский снимок внутренностей звезды, сделанный в момент её гибели.
Учёные также проверили, можно ли заметить такую связь на практике, если звезда взорвётся не слишком далеко от нас. Расчёты показывают, что даже с учётом шумов детекторов корреляция между нейтринным сигналом и компактностью ядра сохранится. Это даёт надежду, что будущие наблюдения позволят заранее предсказывать мощность взрыва сверхновой и уточнять модели эволюции звёзд.
Нейтрино от сверхновой 1987 года достигли Земли за несколько часов до того, как вспышку увидели в телескопы. Частицы беспрепятственно вылетели из ядра, а свету пришлось пробиваться сквозь плотную оболочку звезды.
В романе Артура Кларка «Свет иных дней» герои используют нейтрино, чтобы видеть сквозь любые преграды. В реальности астрофизики уже используют нейтрино, чтобы заглянуть внутрь умирающих звёзд.