Egy csillag élete végén, amikor magja gravitációs összeomlásba kezd, hatalmas robbanás kíséretében ledobja külső rétegeit. Ezek az események nemcsak a csillagfejlődés megértésében kulcsfontosságúak, hanem a kozmikus távolságmérésben is, hiszen fényességük révén megbízható „standard gyertyaként” szolgálnak az univerzum tágulási ütemének meghatározásához.

A probléma az, hogy a szupernóvák rövid ideig tartó, előre nem jelezhető jelenségek, így a felfedezésük mindig is komoly kihívást jelentett. Bár a nagy égboltfelmérő programok – úgynevezett magas ütemű felmérések – egyre hatékonyabban pásztázzák az eget, a gyors észleléshez még mindig kifinomult protokollokra van szükség.

A barcelonai Űrtudományi Intézet (ICE-CSIC) és az Katalónia Űrkutatási Intézete (IEEC) kutatói új módszert mutattak be, ami a széles látómezejű égboltfelméréseket azonnali távcsöves követéssel kombinálja. A kutatást Lluís Galbany vezette, aki az ICE-CSIC munkatársa és az IEEC tagja. A projektben részt vett az Európai Déli Obszervatórium (ESO), az Nagyenergiájú Fizikai Intézet (IFAE), az Egzakt és Természettudományok Intézete (ICEN), a La Plata Asztrofizikai Intézete (IALP), valamint számos nemzetközi egyetem kutatója. Az eredményeket a Kozmológia és Asztrorészecske-fizika folyóirat (JCAP) közölte.

A kutatók szerint a robbanás utáni első órák és napok kulcsfontosságúak, mert ekkor még megőrződnek a csillag előéletére utaló közvetlen nyomok. Ezek segítenek megkülönböztetni a különböző robbanásmodelleket, meghatározni alapvető fizikai paramétereket és feltérképezni a környezetet. A múltban ez azért volt nehéz, mert a legtöbb szupernóvát csak napokkal vagy hetekkel az esemény után fedezték fel.

A robbanások két fő típusba sorolhatók: a termonukleáris szupernóvák olyan csillagokhoz köthetők, amik tömege nem haladta meg a nyolc naptömeget, míg a magösszeomlásos szupernóvák ennél nagyobb tömegű csillagok végállapotai. Galbany így foglalta össze az ICE-CSIC sajtóközleményében:

„A csillagok magjukban zajló magfúzió révén fénylenek, de amikor a mag egyre nehezebb atomokat éget el, és eljut oda, hogy a fúzió már nem termel energiát, a mag összeomlik. Ekkor a gravitációt már semmi nem ellensúlyozza; a gyors összehúzódás drámaian megnöveli a belső nyomást, és beindítja a robbanást. Minél hamarabb látjuk őket, annál jobb.”

A módszer lényege, hogy a kutatók minden éjszaka összevetik a friss égboltfelvételeket az előző napiakkal, és ha egy új fényforrás jelenik meg egy galaxisban, azonnal riasztják a Gran Telescopio Canarias (GTC) OSIRIS műszerét, hogy spektrumot rögzítsenek.

„A szupernóva spektruma például megmutatja, hogy tartalmazott-e hidrogént – ez magösszeomlásos szupernóvára utal. Ha a legkorábbi pillanatokban ismerjük meg, más típusú adatokat is kereshetünk ugyanarról az objektumról, például fotometriát a Zwicky Transient Facility (ZTF) és az Asteroid Terrestrial-impact Last Alert System (ATLAS) méréseiből, amiket a tanulmányban is használtunk. Ezek a fénygörbék megmutatják, hogyan nő a fényesség a kezdeti fázisban; ha apró kiugrásokat látunk, az arra utalhat, hogy a robbanás során egy másik csillagot is elnyelt a rendszer.”

A kutatócsoport a GTC adataival tíz szupernóvát azonosított, amelyek közül kettőt a robbanást követő első 48 órában, a többit hat napon belül észleltek. A tíz esemény fele termonukleáris, fele magösszeomlásos típusú volt. Az eredményeket más obszervatóriumok méréseivel is megerősítették. A forrásként szolgáló Universe Today cikk szerint Galbany így értékelte a munkát: