En supernova minst dubbelt så ljus och energisk, och sannolikt mycket mer massiv än någon som ännu har registrerats har identifierats av ett internationellt team av astronomer, ledd av University of Birmingham.

Laget, som inkluderade experter från Harvard, Northwestern University och Ohio University, tro supernovan, dubbade SN2016aps, kan vara ett exempel på en extremt sällsynt supernova med "pulserande parinstabilitet", möjligen bildad av två massiva stjärnor som slogs samman före explosionen. Deras resultat publiceras idag i Natur astronomi .

En sådan händelse existerar hittills bara i teorin och har aldrig bekräftats genom astronomiska observationer.

Dr Matt Nicholl, av School of Physics and Astronomy och Institute of Gravitational Wave Astronomy vid University of Birmingham, är huvudförfattare till studien. Han förklarar:"Vi kan mäta supernovor med hjälp av två skalor - explosionens totala energi, och mängden energi som sänds ut som observerbart ljus, eller strålning.

"I en typisk supernova, strålningen är mindre än 1 procent av den totala energin. Men i SN2016aps, vi fann att strålningen var fem gånger explosionsenergin jämfört med en normalstor supernova. Detta är det mest ljus vi någonsin sett sända ut av en supernova."

För att bli så här ljus, explosionen måste ha varit mycket mer energisk än vanligt. Genom att undersöka ljusspektrat, teamet kunde visa att explosionen drevs av en kollision mellan supernovan och ett massivt skal av gas, stjärnan under åren innan den exploderade.

"Medan många supernovor upptäcks varje natt, de flesta finns i massiva galaxer, " sa Dr Peter Blanchard, från Northwestern University och en medförfattare på studien. "Denna stack omedelbart ut för ytterligare observationer eftersom den verkade vara mitt i ingenstans. Vi kunde inte se galaxen där denna stjärna föddes förrän efter att supernovaljuset hade bleknat."

Teamet observerade explosionen i två år, tills den bleknade till 1 procent av sin maximala ljusstyrka. Med hjälp av dessa mått, de beräknade att supernovans massa var mellan 50 och 100 gånger större än vår sol (solmassorna). Typiskt har supernovor massor av mellan 8 och 15 solmassor.

"Stjärnor med extremt stor massa genomgår våldsamma pulsationer innan de dör, skaka av sig ett gigantiskt gasskal. Detta kan drivas av en process som kallas parets instabilitet, som har varit ett ämne för spekulationer för fysiker under de senaste 50 åren, " säger Dr Nicholl. "Om supernovan får rätt timing, den kan komma ikapp detta skal och frigöra en enorm mängd energi vid kollisionen. Vi tror att detta är en av de mest övertygande kandidaterna för denna process som hittills observerats, och förmodligen den mest massiva."

"SN2016aps innehöll också ett annat pussel, ", tillade Dr. Nicholl. "Gasen vi upptäckte var mestadels väte - men en så massiv stjärna skulle vanligtvis ha förlorat allt väte via stjärnvindar långt innan den började pulsera. En förklaring är att två lite mindre massiva stjärnor på omkring, säg 60 solmassor, hade gått samman före explosionen. Stjärnorna med lägre massa håller kvar sitt väte längre, medan deras kombinerade massa är tillräckligt hög för att utlösa parets instabilitet."

"Att hitta denna extraordinära supernova kunde inte ha kommit vid en bättre tidpunkt, " enligt professor Edo Berger, en medförfattare från Harvard University. "Nu när vi vet att sådana energiska explosioner förekommer i naturen, NASA:s nya rymdteleskop James Webb kommer att kunna se liknande händelser så långt borta att vi kan se tillbaka i tiden till döden av de allra första stjärnorna i universum."

Supernova 2016aps upptäcktes först i data från Panoramic Survey Telescope and Rapid Response System (Pan-STARRS), ett storskaligt astronomiskt undersökningsprogram. Teamet använde också data från rymdteleskopet Hubble, Keck och Gemini observatorier, på Hawaii, och MDM- och MMT-observatorierna i Arizona. Andra samverkande institutioner var Stockholms universitet, Köpenhamns universitet, California Institute of Technology, och Space Telescope Science Institute.