Massiva stjärnor slutar sina liv dramatiskt. Men medan de inre skikten faller in för att bilda ett svart hål eller en neutronstjärna, faller de yttre skikten snabbare, träffar de inre skikten och återhämtar sig i en enorm supernovaexplosion.
Det är definitionen av läroboken. Men några av dessa supernovaer trotsar förklaringen. 2011 genomgick en sådan explosion, kallad SN 2011dh, Whirlpool-galaxen, ungefär 24 miljoner ljusår bort. Vid den tiden blev astronomer förbryllade. Men nu, tack vare NASA: s Hubble Space Telescope, har de upptäckt en följeslagare med denna sällsynta supernova och passar de sista pusselbitarna ihop.
SN 2011dh är en typ IIb-supernova, ovanlig i att den innehåller väldigt lite väte och oförklarlig via en läroboksdefinition. Trots detta kan astronomer belysa förfäderstjärnan helt enkelt genom att gräva igenom arkiverade bilder från HST. Tack vare HST: s rikedom av data och det faktum att den observerar Whirlpool-galaxen ofta upptäckte två oberoende forskargrupper en källa - en gul supergigantisk stjärna - på rätt plats.
Men astronomer tror inte att gula supergigantiska stjärnor kan bli supernovaer ... åtminstone inte isolerat.
Vid denna tidpunkt uppstod kontroverser inom det astronomiska samhället. Flera experter föreslog att observationen var en falsk kosmisk anpassning och att den faktiska förfäderna var en osynlig massiv stjärna. Andra experter föreslog att förfäderna kunde ha varit den gula supergianten, men att den måste ha hört till i ett binärstjärnsystem.
När en massiv stjärna i ett binärt system flyter över sin Roche-lob - regionen utanför den stjärnan där tyngdekraften dominerar - kan den hälla material på sin mindre följeslagare och därför tappa sitt vätehölje och krympa i massa.
Vid den tidpunkt då massagivaren exploderar, bör följeslagaren vara en massiv blå stjärna, efter att ha fått material under massöverföringen. Dess höga temperatur bör också få den att avge mestadels inom det ultravioletta området, vilket gör den osynlig i alla synliga bilder.
Så Gastón Folatelli från Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe (IPMU) och kollegor beslutade att ta en andra titt på den mystiska supernova i ultraviolett ljus. Och deras observationer matchade deras förväntningar. Den ursprungliga supernova hade bleknat och en annan punktkälla hade tagit sin plats.
"Ett av de mest spännande stunderna i min karriär som astronom var när jag visade de nyanlända HST-bilderna och såg objektet där, där vi hade förväntat oss att det skulle vara hela tiden", säger Folatelli i en nyhetsmeddelande.
Forskningen illustrerar det intrikata samspelet mellan teori och observation. Astronomer litar ofta på teorier långt innan de får den teknik som krävs för att tillhandahålla korrekta observationer eller spendera år på att försöka förklara udda observationer med komplex teoretisk modellering. Oftare, men de två samexisterar emellertid som teori och observation sväng fram och tillbaka.
Resultaten har publicerats i Astrophysical Journal Letters och är tillgängliga online.
