Calvin College-professorn Larry Molnar och hans studenter tillsammans med kollegor från Apache Point Observatory (Karen Kinemuchi) och University of Wyoming (Henry Kobulnicky) förutspår en förändring av natthimlen som kommer att vara synlig för blotta ögat.

"Det är en chans på en miljon att du kan förutse en explosion, Molnar sa om sin djärva prognosticering. "Det har aldrig gjorts förut."

Molnars förutsägelse är att en dubbelstjärna (två stjärnor som kretsar runt varandra) som han övervakar kommer att smälta samman och explodera 2022, ge eller ta ett år; då kommer stjärnan att öka sin ljusstyrka tiotusenfaldigt, att bli en av de ljusare stjärnorna på himlen för en tid. Stjärnan kommer att synas som en del av stjärnbilden Cygnus, och kommer att lägga till en stjärna till det igenkännliga Northern Cross-stjärnmönstret.

En fråga leder till utforskning

Molnars utforskning av stjärnan känd som KIC 9832227 började redan 2013. Han deltog i en astronomikonferens när andra astronomen Karen Kinemuchi presenterade sin studie av stjärnans ljusstyrkaförändringar, som avslutades med en fråga:Pulserar den eller är den binär?

Med på konferensen var dåvarande Calvin College-studenten Daniel Van Noord '14, Molnars forskningsassistent. Han tog frågan som en personlig utmaning och gjorde några observationer av stjärnan med Calvin-observatoriet.

"Han tittade på hur stjärnans färg korrelerade med ljusstyrka och bestämde att det definitivt var en binär, sade Molnar. I själva verket, han upptäckte att det faktiskt var en kontaktbinär, där de två stjärnorna delar en gemensam atmosfär, som två jordnötter som delar ett enda skal.

"Därifrån bestämde Dan en exakt omloppsperiod från Kinemuchis Kepler-satellitdata (knappt 11 timmar) och blev förvånad över att upptäcka att perioden var något mindre än den som visades av tidigare data", fortsatte Molnar.

Detta resultat förde tankarna till arbete publicerat av astronomen Romuald Tylenda, som hade studerat observationsarkiven för att se hur en annan stjärna (V1309 Scorpii) hade betett sig innan den exploderade oväntat 2008 och producerade en röd nova (en typ av stjärnexplosion som först nyligen erkändes som skild från andra typer). Förexplosionsregistret visade en kontaktbinär med en omloppsperiod som minskade med accelererande hastighet. För Molnar, detta mönster av orbital förändring var en "Rosetta sten" för att tolka de nya uppgifterna.

Gör en djärv förutsägelse

När man observerar periodändringen för att fortsätta till och med 2013 och 2014, Molnar presenterade orbital timing som sträcker sig över 15 år vid mötet i januari 2015 i American Astronomical Society, gör förutsägelsen att KIC 9832227 kan följa i fotspåren av V1309 Scorpii. Innan man tar hypotesen på för stort allvar, fastän, en behövde utesluta andra, mer vardagliga, tolkningar av perioden förändras.

Under de två åren sedan mötet, Molnar och hans team har utfört två starka observationstester av de alternativa tolkningarna. Först, spektroskopiska observationer uteslöt förekomsten av en följeslagningsstjärna med en omloppstid som är längre än 15 år. Andra, minskningen av omloppsperioden under de senaste två åren följde förutsägelsen som gjordes 2015 och överstiger nu den som visas av andra kontaktbinärer.

Att gå från teori till verklighet

"Samlet är att vi verkligen tycker att vår sammanslagna stjärnhypotes borde tas på allvar just nu och vi borde använda de närmaste åren för att studera detta intensivt så att om det exploderar kommer vi att veta vad som ledde till den explosionen, sa Molnar.

För detta ändamål, Molnar och kollegor kommer att observera KIC 9832227 under nästa år över hela våglängdsområdet:med hjälp av Very Large Array, den infraröda teleskopanläggningen, och rymdfarkosten XMM-Newton för att studera stjärnans radio, infraröd och röntgenstrålning, respektive.

"Om Larrys förutsägelse är korrekt, hans projekt kommer för första gången att visa att astronomer kan fånga vissa dubbelstjärnor på väg att dö, och att de kan spåra de senaste åren av en stjärndödsspiral fram till slutpunkten, dramatisk explosion, sa Matt Walhout, dekan för forskning och stipendium vid Calvin College.

Tittar i förundran

"Projektet är betydelsefullt inte bara på grund av de vetenskapliga resultaten, men också för att det sannolikt kommer att fånga fantasin hos människor på gatan, " sa Walhout. "Om förutsägelsen är korrekt, då för första gången i historien, föräldrar kommer att kunna peka på en mörk fläck på himlen och säga, 'Kolla på, barn, där gömmer sig en stjärna, men snart ska det lysa upp.'"

Molnar säger att detta är början på en historia som kommer att utvecklas under de kommande åren, och människor på alla nivåer kan delta.

"Orbital timing kan kontrolleras av amatörastronomer, ", sa Molnar. "Det är fantastiskt den utrustning amatörastronomer har nuförtiden. De kan mäta ljusstyrkans variationer med tiden för denna stjärna med 12:e magnitud när den förmörkar och se själva om den fortsätter enligt det schema vi förutsäger eller inte."