Een supernova die minstens twee keer zo helder en energiek is, en waarschijnlijk veel massiever dan alle tot nu toe geregistreerde is geïdentificeerd door een internationaal team van astronomen, geleid door de Universiteit van Birmingham.

Het team, waaronder experts van Harvard, Northwestern University en Ohio University, geloof de supernova, nagesynchroniseerde SN2016aps, zou een voorbeeld kunnen zijn van een uiterst zeldzame supernova met 'pulsational pair-instability', mogelijk gevormd uit twee massieve sterren die vóór de explosie samensmolten. Hun bevindingen worden vandaag gepubliceerd in Natuurastronomie .

Een dergelijke gebeurtenis bestaat tot nu toe alleen in theorie en is nooit bevestigd door astronomische waarnemingen.

Dr. Matt Nicholl, van de School of Physics and Astronomy en het Institute of Gravitational Wave Astronomy aan de Universiteit van Birmingham, is hoofdauteur van de studie. Hij legt uit:"We kunnen supernova's meten met behulp van twee schalen:de totale energie van de explosie, en de hoeveelheid van die energie die wordt uitgestraald als waarneembaar licht, of straling.

"In een typische supernova, de straling is minder dan 1 procent van de totale energie. Maar in SN2016aps, we ontdekten dat de straling vijf keer de explosie-energie was van een supernova van normale grootte. Dit is het meeste licht dat we ooit door een supernova hebben uitgestraald."

Om zo helder te worden, de explosie moet veel krachtiger zijn geweest dan normaal. Door het lichtspectrum te onderzoeken, het team kon aantonen dat de explosie werd aangedreven door een botsing tussen de supernova en een enorme gasgranaat, vergoten door de ster in de jaren voordat hij explodeerde.

"Terwijl er elke nacht veel supernova's worden ontdekt, de meeste bevinden zich in massieve sterrenstelsels, " zei dr. Peter Blanchard, van de Northwestern University en een co-auteur van de studie. "Deze viel meteen op voor verdere waarnemingen, omdat hij in de middle of nowhere leek te zijn. We konden de melkweg waar deze ster werd geboren pas zien nadat het supernovalicht was vervaagd."

Het team observeerde de explosie twee jaar lang, totdat het vervaagde tot 1 procent van zijn maximale helderheid. Met behulp van deze metingen, ze berekenden dat de massa van de supernova 50 tot 100 keer groter was dan onze zon (zonnemassa's). Doorgaans hebben supernova's massa's tussen 8 en 15 zonsmassa's.

"Sterren met een extreem grote massa ondergaan heftige pulsaties voordat ze sterven, een gigantische gasgranaat afschudden. Dit kan worden aangedreven door een proces dat de paarinstabiliteit wordt genoemd, dat de afgelopen 50 jaar een onderwerp van speculatie is geweest voor natuurkundigen, " zegt Dr. Nicholl. "Als de supernova de juiste timing heeft, het kan deze schaal inhalen en een enorme hoeveelheid energie vrijgeven bij de botsing. We denken dat dit een van de meest overtuigende kandidaten voor dit proces is die tot nu toe zijn waargenomen, en waarschijnlijk de meest massieve."

"SN2016aps bevatte ook nog een puzzel, " voegde Dr. Nicholl toe. "Het gas dat we ontdekten was voornamelijk waterstof - maar zo'n massieve ster zou gewoonlijk al zijn waterstof hebben verloren via stellaire winden lang voordat hij begon te pulseren. Een verklaring is dat twee iets minder massieve sterren van rond, zeg 60 zonnemassa's, vóór de explosie waren samengevoegd. De sterren met een lagere massa houden hun waterstof langer vast, terwijl hun gecombineerde massa hoog genoeg is om het paar instabiliteit te veroorzaken."

"Het vinden van deze buitengewone supernova had op geen beter moment kunnen komen, " volgens professor Edo Berger, een co-auteur van Harvard University. "Nu we weten dat zulke energetische explosies in de natuur voorkomen, NASA's nieuwe James Webb-ruimtetelescoop zal soortgelijke gebeurtenissen zo ver weg kunnen zien dat we terug in de tijd kunnen kijken naar de dood van de allereerste sterren in het heelal."

Supernova 2016aps werd voor het eerst gedetecteerd in gegevens van de Panoramic Survey Telescope and Rapid Response System (Pan-STARRS), een grootschalig astronomisch onderzoeksprogramma. Het team gebruikte ook gegevens van de Hubble-ruimtetelescoop, de Keck en Gemini Observatoria, op Hawaii, en de MDM- en MMT-observatoria in Arizona. Andere samenwerkende instellingen waren de Universiteit van Stockholm, Universiteit van Kopenhagen, Californië Instituut voor Technologie, en Space Telescope Science Institute.