Các nhà thiên văn học đã ghi lại được những khoảnh khắc cuối cùng của một ngôi sao khổng lồ trước khi nó phát nổ thành một siêu tân tinh, mang đến những hiểu biết sâu sắc chưa từng có về sự tiến hóa của các vì sao. Nghiên cứu đột phá này, được công bố vào ngày 20 tháng 8 năm 2025, trên tạp chí Nature, mô tả chi tiết về siêu tân tinh được định danh là SN 2021yfj.
SN 2021yfj được phát hiện vào tháng 9 năm 2021 bởi Đài quan sát Chuyển tiếp Zwicky (ZTF). Siêu tân tinh này cách Trái Đất khoảng 2,2 tỷ năm ánh sáng. Không giống như các siêu tân tinh thông thường, SN 2021yfj thể hiện thành phần hóa học chủ yếu là các nguyên tố nặng hơn như silicon, lưu huỳnh và argon. Điều này cho thấy ngôi sao tiền thân đã loại bỏ các lớp hydro và heli bên ngoài của nó, để lộ ra các lớp bên trong giàu silicon và lưu huỳnh trước khi kết thúc vòng đời một cách dữ dội.
Steve Schulze, tác giả chính và cộng tác viên nghiên cứu tại Trung tâm Nghiên cứu Liên ngành về Thiên văn học (CIERA) của Đại học Northwestern, đã mô tả sự kiện này như việc nhìn thấy một ngôi sao "trơ trụi đến tận xương tủy". Phát hiện này cung cấp bằng chứng trực tiếp về cấu trúc phân lớp bên trong của các ngôi sao khổng lồ mà các nhà khoa học đã đưa ra giả thuyết từ lâu. Adam Miller, một tác giả cấp cao và giáo sư trợ lý tại Northwestern, cho biết quan sát này "thực sự trông giống như chưa từng ai thấy trước đây". Ông lưu ý rằng những quan sát này thách thức các lý thuyết tiến hóa sao hiện có, gợi ý về những con đường kỳ lạ hơn cho sự kết thúc của các ngôi sao khổng lồ.
Khám phá này là sự hợp tác giữa ZTF và Đài quan sát W. M. Keck ở Hawaii. Nghiên cứu, được Quỹ Khoa học Quốc gia hỗ trợ, cung cấp những hiểu biết có giá trị về các quá trình siêu tân tinh và cấu trúc bên trong của các ngôi sao khổng lồ. Zwicky Transient Facility (ZTF) đã lập kỷ lục về khảo sát siêu tân tinh lớn nhất, với hơn 10.000 siêu tân tinh được phân loại, chiếm hơn 70% tổng số khám phá được ghi nhận chính thức kể từ năm 2012.
Sự kiện SN 2021yfj đặc biệt ở chỗ nó cho thấy các lớp silicon và lưu huỳnh, những nguyên tố được hình thành sâu bên trong lõi sao, đã bị phơi bày trước vụ nổ. Điều này khác biệt đáng kể so với các siêu tân tinh trước đây, thường chỉ cho thấy các dấu hiệu của các nguyên tố nhẹ hơn như hydro và heli. Các nhà khoa học hiện đang xem xét các kịch bản khác nhau để giải thích cho việc ngôi sao này mất đi khối lượng lớn như vậy, bao gồm cả khả năng tương tác với một ngôi sao đồng hành hoặc một vụ phun trào tiền siêu tân tinh cực mạnh.