En amatörastronom som testar sin nya kamera fångar ögonblicket en supernova blev synlig på natthimlen, som har hjälpt ett internationellt team av forskare att testa sin teori om början av en stjärnexplosion.

Det ögonblick en supernova blir synlig på himlen har fångats av en amatörastronom, och har hjälpt ett internationellt team av forskare att validera teoretiska förutsägelser om den initiala utvecklingen av sådana stjärnexplosioner.

Hur strukturen hos den exploderande stjärnan påverkar supernovaegenskaperna har förblivit en öppen fråga, men att förstå det skulle vara ett betydande steg framåt i astrofysikforskningen. Aktuell teori föreslår att en explosiv stötvåg färdas genom stjärnans inre innan den når ytan och producerar en skarp topp av elektromagnetisk emission. Styrkan och varaktigheten av denna signal, känd som chockutbrott tros till stor del bero på stjärnans yttre struktur och på närvaron eller frånvaron av materia runt den. Dock, att testa denna teori kräver observation av före och efter ögonblicket en stjärna blir en supernova.

Melina Bersten, forskare vid National Scientific and Technical Research Council-Argentina, och Visiting Associate Scientist vid Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe har sagt att chanserna att fånga en sådan händelse är små, eftersom det varar i storleksordningen en timme.

"Om vi ​​tror att varje galax i genomsnitt producerar en supernova per århundrade, och att ett sekel innehåller nästan 900 tusen timmar, då är chanssannolikheten att observera rätt galax i rätt ögonblick inte mycket större än en på miljonen. Dock, de faktiska chanserna är mindre. Man måste ta hänsyn till fakta att vi bara kan se galaxen under natten och att himlen måste vara klar, " Hon sa.

Lyckligtvis, den 20 september, 2016, amatörastronomen Víctor Buso från Rosario, Argentina, testade sin nya kamera på sitt takobservatorium i hopp om att fotografera sin första supernova. Efter en timmes fotografering märkte Buso att ett nytt litet föremål hade dykt upp, och det blev mer uppenbart med tiden (Figur 1). Han hade fångat ögonblicket en supernova hade exploderat.

Namnet SN 2016gkg, ett team av forskare inklusive Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe, och leds av Bersten, analyserade bilderna. Den snabba ljusningshastigheten i kombination med en mycket låg ljusstyrka hade ingen motsvarighet bland kända supernovor, och teamet drog slutsatsen att Buso hade upptäckt SN 2016gkg under chockutbrottet.

"När Buso berättade för oss hur han hade observerat och vad han hade sett, vi insåg att detta var ett unikt fynd, sa Bersten.

Också, genom att jämföra bildernas fotometri med deras datorsimuleringar, teamet fann en initial kraftig ökning av supernovaljus som bara kunde förklaras av chockuppkomst (Figur 2).

"Till vår förvåning, bilderna hade en bra kvalitet med tanke på att de kom från mitten av en stor stad mitt i pampas", konstaterar Dr Gastón Folatelli från IALP, som ledde dataanalysen, och tillägger "himmelförhållanden verkar ha varit nästan idealiska den natten!"

Deras slutsats stöddes av det faktum att modellerna inte krävde någon modifiering för att konsekvent reproducera den initiala ökningen och resten av supernovaevolutionen (Figur 3). Dessutom, SN 2016gkg råkade vara en ganska vanlig händelse, vilket skulle innebära att den observerade fasen är gemensam för alla supernovor, som modeller förutspår.

Teamets resultat publicerades i Natur den 22 februari.