超新星かブラックホールか?「幽霊粒子」のフレーバーが死にゆく星の運命を左右する可能性(Supernova or black hole? Ghost particles’ “flavor” may determine the fate of dying stars)

2026-09-24 コペンハーゲン大学(UCPH)

デンマーク・コペンハーゲン大学の研究チームは、ニュートリノの「フレーバー」が大質量星の最期を左右する可能性を理論的に示した。大質量星が崩壊すると、中心部では膨大な数のニュートリノが生成され、その相互作用が物質の加熱や冷却、電子分率などを変化させる。研究では、電子ニュートリノ、ミューニュートリノ、タウニュートリノの間で起こるニュートリノ振動と、星内部の高密度物質との相互作用を考慮したモデルを構築した。その結果、ニュートリノのフレーバー変換が、崩壊後に超新星爆発を起こすか、ブラックホール形成へ進むかという運命に影響し得ることが示された。特に、これまで単純化されていたニュートリノ輸送をより詳細に扱うことが、星の終末進化を理解するうえで重要になる。本研究は、ニュートリノ物理学と恒星進化・超新星物理学を結び付ける理論研究である。

超新星かブラックホールか?「幽霊粒子」のフレーバーが死にゆく星の運命を左右する可能性(Supernova or black hole? Ghost particles’ “flavor” may determine the fate of dying stars)
A new high-definition image from NASA’s James Webb Space Telescope’s NIRCam (Near-Infrared Camera) unveils intricate details of supernova remnant Cassiopeia A (Cas A), and shows the expanding shell of material slamming into the gas shed by the star before it exploded. Credit: NASA, ESA, CSA, STScI, Danny Milisavljevic (Purdue University), Ilse De Looze (UGhent), Tea Temim (Princeton University)

<関連情報>

ニュートリノのフレーバー変換が、崩壊型超新星爆発の失敗率を左右する Neutrino flavor conversion shapes the rate of failed core-collapse supernovae

Mariam Gogilashvili and Irene Tamborra
Physical Review D  Published: 22 September, 2026
DOI: https://doi.org/10.1103/pz3y-3lv5

Abstract

The relative rate of neutron stars and black holes produced by the collapse of massive stars is highly uncertain. We simulate the stellar collapse of 195 progenitors with masses between 9⁢⊙ and 120⁢⊙, incorporating a schematic treatment of neutrino flavor conversion. We find that flavor transformation reshapes the explodability of massive stars—especially in the 16–30⁢⊙ mass range—and modifies the compact remnant mass distribution. Our findings identify neutrino flavor conversion as a fundamental ingredient in predicting neutron star and black hole populations, while naturally easing the red-supergiant and the supernova-rate problems, as well as reconciling theoretical expectations with the low-mass tail of the observed neutron star mass distribution.

1701物理及び化学
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