1987年，一颗巨大的恒星在我们自己的银河系旁边爆炸。自从望远镜发明大约四个世纪以来，它是最明亮，最接近的超新星，几乎每个天文台都转过头来看看。也许最令人兴奋的是，专门的观测站埋在地下深处，捕获了被称为中微子的害羞的亚原子粒子，它们从爆炸中流出。
1966年，这些粒子首次被提出作为超新星背后的推动力，这使试图了解爆炸内部工作原理的理论家感到安心。然而，几十年来，天体物理学家一直碰到他们的中微子动力模型中似乎致命的缺陷。
中微子是著名的超微粒子，对于中微子如何在坍缩恒星的极端条件下将能量转移到恒星的普通物质上仍存在疑问。每当理论家试图在计算机模拟中对这些复杂的粒子运动和相互作用进行建模时，超新星的冲击波就会停滞并自行回落。这次失败“使我们关于超新星如何爆炸的领先理论根深蒂固，”密歇根州立大学计算天体物理学家肖恩·库什（Sean Couch）说。
当然，超新星爆炸后内部深处的细节一直是神秘的。这是极端的大锅，,变物质的湍流汤，在我们的日常生活中经常被忽略的颗粒和力变得至关重要。令问题更加复杂的是，爆炸性内部在很大程度上被看不见，被热气云笼罩。普林斯顿大学的天体物理学家亚当·伯罗斯（Adam Burrows）说，了解超新星的细节“一直是天体物理学中尚未解决的核心问题”，他研究超新星已有35年以上。
然而，近年来，理论家已经能够发现使超新星产生滴答声的令人惊讶的复杂机制。 Burrows本月在《自然》杂志上写道，爆炸性的模拟已成为常态，而不是例外。竞争对手的研究小组的计算机代码现在就超新星冲击波的演化方式达成了共识，而模拟到目前为止已经取得了进展，甚至包括爱因斯坦众所周知的错综复杂的广义相对论的影响。中微子的作用终于被理解。
“这是一个分水岭，” Couch说。他们发现的是，没有湍流，坍缩的恒星可能根本不会形成超新星。
在恒星的大部分生命中，重力的向内引力与恒星核心内部核反应所产生的辐射向外推力微妙地平衡。当恒星的燃料耗尽时，重力就占据了上风。核子自身坍塌（以每小时15万公里的速度骤降），导致温度激增至1000亿摄氏度，并将核子融合成一个固体中子球。
恒星的外层继续向内下落，但是当它们撞击到这个不可压缩的中子核时，它们会从其反弹，产生冲击波。为了使冲击波爆炸，必须以足够的能量向外推动冲击波，以逃避恒星引力的拉动。冲击波还必须与恒星最外层的向内螺旋运动（该层仍落在核心上）抗衡。
直到最近，对冲击波施加的力量只有用最模糊的术语才能理解。数十年来，计算机仅强大到足以运行崩溃核心的简化模型。恒星被视为完美的球体，冲击波从中心向每个方向都以相同的方式发出。但是，当冲击波在这些一维模型中向外移动时，它会变慢，然后逐渐减弱。
仅在最近几年中，随着超级计算机的发展，理论家才有足够的计算能力来模拟具有实现爆炸所需的复杂性的大质量恒星。最好的模型现在集成了细节，例如中微子与物质之间的微观相互作用，流体的无序运动以及从核物理学到恒星演化的许多物理领域的最新进展。而且，理论家现在可以每年运行许多模拟，从而允许他们自由地调整模型并尝试不同的起始条件。
一个转折点发生在2015年，当时Couch和他的合作者运行了三维计算机模型，以分析一颗巨大恒星坍塌的最后一刻。尽管模拟仅描绘出了恒星生命的160秒，但它说明了被低估的玩家的作用，该角色帮助失速的冲击波转化为成熟的爆炸。
隐藏在野兽腹部内的粒子扭曲并混乱地旋转。 “就像在炉子上烧开水一样。恒星内部有巨大的流体倾覆，每秒几千公里。” Couch说。
这种湍流在冲击波后面产生了额外的压力，将其从恒星的中心进一步推开。远离中心，重力的向内拉力减弱，并且向内下落的物质减少了冲击波。在冲击波后反弹的湍流物质也有更多时间吸收中微子。然后，中微子产生的能量加热物质并将冲击波驱动为爆炸。
多年以来，研究人员一直未能意识到湍流的重要性，因为它仅揭示了其在三维三维模拟中的全部影响。 “大自然不费吹灰之力，从一维提升到二维和三维，我们花了数十年的时间来实现，”伯罗斯说。