Professor Larry Molnar van Calvin College en zijn studenten voorspellen samen met collega's van Apache Point Observatory (Karen Kinemuchi) en de University of Wyoming (Henry Kobulnicky) een verandering in de nachtelijke hemel die met het blote oog zichtbaar zal zijn.

"Het is een kans van één op een miljoen dat je een explosie kunt voorspellen, "Zei Molnar over zijn gewaagde prognose. "Het is nog nooit eerder gedaan."

Molnar's voorspelling is dat een dubbelster (twee sterren die om elkaar draaien) die hij in de gaten houdt, in 2022 zal samensmelten en exploderen, een jaar geven of nemen; op dat moment zal de ster zijn helderheid tienduizendvoudig verhogen, een tijdlang een van de helderdere sterren aan de hemel worden. De ster zal zichtbaar zijn als onderdeel van het sterrenbeeld Cygnus, en zal een ster toevoegen aan het herkenbare Northern Cross-sterrenpatroon.

Een vraag leidt tot verkenning

Molnars verkenning van de ster die bekend staat als KIC 9832227 begon in 2013. Hij woonde een astronomieconferentie bij toen collega-astronoom Karen Kinemuchi haar onderzoek naar de helderheidsveranderingen van de ster presenteerde. die eindigde met een vraag:is het pulserend of is het een binair getal?

Op de conferentie was ook de toenmalige Calvin College-student Daniel Van Noord '14 aanwezig, Molnars onderzoeksassistent. Hij vatte de vraag op als een persoonlijke uitdaging en deed enkele observaties van de ster met het Calvijn-observatorium.

"Hij keek naar hoe de kleur van de ster correleerde met helderheid en stelde vast dat het absoluut een dubbelster was, "zei Molnar. "In feite, hij ontdekte dat het eigenlijk een binair contact was, waarin de twee sterren een gemeenschappelijke atmosfeer delen, als twee pinda's die een enkele schaal delen.

"Van daaruit bepaalde Dan een precieze omlooptijd uit de Kepler-satellietgegevens van Kinemuchi (iets minder dan 11 uur) en was verrast om te ontdekken dat de periode iets korter was dan die uit eerdere gegevens", vervolgde Molnar.

Dit resultaat deed denken aan het werk gepubliceerd door astronoom Romuald Tylenda, die de waarnemingsarchieven hadden bestudeerd om te zien hoe een andere ster (V1309 Scorpii) zich had gedragen voordat deze in 2008 onverwachts explodeerde en een rode nova produceerde (een type stellaire explosie waarvan pas onlangs werd erkend dat het zich onderscheidt van andere typen). Het pre-explosieverslag toonde een contact binair getal met een omlooptijd die steeds sneller afnam. Voor Molnar, dit patroon van orbitale verandering was een "Rosetta-steen" voor het interpreteren van de nieuwe gegevens.

Een gewaagde voorspelling doen

Bij het observeren van de periodewijziging om door te gaan tot 2013 en 2014, Molnar presenteerde orbitale timing over 15 jaar tijdens de vergadering van januari 2015 van de American Astronomical Society, de voorspelling doen dat KIC 9832227 mogelijk in de voetsporen treedt van V1309 Scorpii. Voordat we de hypothese te serieus nemen, Hoewel, het ene moest het andere uitsluiten, meer alledaags, interpretaties van de periode veranderen.

In de twee jaar sinds die ontmoeting, Molnar en zijn team hebben twee sterke observationele tests van de alternatieve interpretaties uitgevoerd. Eerst, spectroscopische waarnemingen sloten de aanwezigheid uit van een begeleidende ster met een omlooptijd van meer dan 15 jaar. Tweede, de snelheid van de omlooptijdafname van de afgelopen twee jaar volgde de voorspelling van 2015 en overtreft nu die getoond door andere contactdubbelsterren.

Van theorie naar realiteit

"Het komt erop neer dat we echt denken dat onze hypothese over het samenvoegen van sterren nu serieus moet worden genomen en dat we de komende jaren moeten gebruiken om dit intensief te bestuderen, zodat als het ontploft, we zullen weten wat tot die explosie heeft geleid, ' zei Molnar.

Daartoe, Molnar en collega's zullen het komende jaar KIC 9832227 observeren over het volledige bereik van golflengten:met behulp van de Very Large Array, de infraroodtelescoopfaciliteit, en het XMM-Newton-ruimtevaartuig om de radio van de ster te bestuderen, infrarood- en röntgenstraling, respectievelijk.

"Als Larry's voorspelling klopt, zijn project zal voor het eerst aantonen dat astronomen bepaalde dubbelsterren kunnen vangen terwijl ze sterven, en dat ze de laatste jaren van een stellaire doodsspiraal kunnen volgen tot op het punt van de finale, dramatische explosie, " zei Matt Walhout, decaan voor onderzoek en wetenschap aan het Calvin College.

In verwondering kijken

"Het project is niet alleen belangrijk vanwege de wetenschappelijke resultaten, maar ook omdat het waarschijnlijk tot de verbeelding spreekt van mensen op straat, " zei Walhout. "Als de voorspelling klopt, dan voor het eerst in de geschiedenis, ouders kunnen naar een donkere vlek in de lucht wijzen en zeggen:'Kijk maar, kinderen, daar zit een ster verstopt, maar binnenkort gaat het oplichten.'"

Molnar zegt dat dit het begin is van een verhaal dat zich de komende jaren zal ontvouwen, en mensen van alle niveaus kunnen deelnemen.

"De orbitale timing kan worden gecontroleerd door amateurastronomen, " zei Molnar. "Het is verbazingwekkend over de apparatuur die amateurastronomen tegenwoordig hebben. Ze kunnen de helderheidsvariaties meten met de tijd van deze ster van de 12e magnitude terwijl hij verduistert en zelf zien of hij doorgaat op het schema dat we voorspellen of niet."