这幅艺术构想图展示了一颗恒星正在发生超新星爆发。大约2200万光年之外，超新星SN 2024ggi在星系NGC 3621中爆炸。利用欧洲南方天文台（ESO）的甚大望远镜（VLT），天文学家成功捕捉到了这颗超新星爆发的极早期阶段，即爆震波冲破恒星表面的时刻。在超新星首次被探测到仅26小时后，如此早期地观测到这次“突破”，揭示了其真实的形状。这次超新星爆发呈现出橄榄球般的形态。这标志着人类首次在如此早期的阶段观测到超新星爆炸的形状。
欧洲南方天文台甚大望远镜的快速观测捕捉到了一颗恒星正在爆炸的瞬间，就在爆震波冲破其表面的那一刻。这一时刻揭示了爆炸在其最早阶段的形状，这个阶段非常短暂，一天之内就会从视野中消失。科学家们长期以来一直希望观测到这个初始时刻，因为它有助于回答关于大质量恒星如何以超新星形式终结生命的关键问题。
SN 2024ggi首次被发现是在当地时间2024年4月10日的夜晚。那一刻，该研究的通讯作者、中国北京清华大学的助理教授杨轶刚刚经过长途飞行抵达旧金山。意识到情况的紧迫性，他迅速行动。十二小时后，他向ESO提交了观测请求，并很快获得了批准。到4月11日，即发现后仅26小时，位于智利的VLT已经开始观测这一事件。
这次超新星位于星系NGC 3621中，在长蛇座方向，距离大约2200万光年。对天文学家而言，这个距离足够近，可以精细地研究这次爆发。利用VLT和专用仪器，国际团队捕捉到了爆炸的早期行为。该研究的合著者、德国ESO的天文学家迪特里希·巴德（Dietrich Baade）表示：“首批VLT观测捕捉到了恒星中心附近被爆炸加速的物质冲出恒星表面的阶段。在几个小时内，恒星的几何形状与其爆炸的几何形状得以被同时观测。” 这项研究于11月12日发表在《科学进展》（Science Advances）杂志上。
杨轶解释道：“超新星爆炸的几何形状提供了关于恒星演化以及导致这些宇宙烟花的物理过程的基本信息。” 科学家们仍在研究触发大质量恒星爆炸的确切步骤，大质量恒星被定义为质量超过太阳8倍的恒星。SN 2024ggi最初是一颗红超巨星，质量在太阳的12至15倍之间，半径则大了500倍。这使其成为一颗接近生命终点的大质量恒星的教科书式范例。
在一生中，恒星保持着稳定的球形，因为重力向内拉，而核聚变产生的压力向外推。当恒星耗尽燃料时，这种平衡就会崩溃。核心坍缩，周围的物质层向内坠落，然后从致密的核心反弹出去。这种反弹产生向外传播的冲击波，最终将恒星撕裂。
一旦冲击波到达表面，巨大的能量被释放出来，超新星变得可见。在爆炸与周围物质相互作用之前的短暂窗口期内，天文学家可以研究最初的爆发形状。
为了捕捉这种早期结构，天文学家使用了一种称为“光谱偏振测量”的技术。合著者、美国德克萨斯农工大学教授王力帆（Lifan Wang）表示：“光谱偏振测量能够提供关于爆炸几何形状的信息，这是其他类型的观测无法提供的，因为角尺度太小了。” 尽管爆炸的恒星看起来只是一个光点，但该光的偏振包含了关于爆炸形状的微妙信号，研究团队成功地解码了这些信号。
VLT的FORS2仪器是南半球唯一能够进行此类测量的设备，它揭示出第一批喷发物质的形状类似于橄榄球。随着爆炸的膨胀并遇到恒星周围的物质，形状变得扁平，尽管对称轴保持一致。杨轶指出：“这些发现表明，存在一种共同的物理机制驱动着许多大质量恒星的爆炸，这种机制表现出明确的轴对称性，并在大尺度上起作用。”
这些观测使科学家能够排除一些现有模型并改进其他模型，从而增进我们对大质量恒星死亡的理解。合著者、ESO天文学家费迪南多·帕塔特（Ferdinando Patat）表示：“这一发现不仅重塑了我们对恒星爆炸的理解，也展示了当科学超越国界时可以取得的成就。它有力地提醒我们，好奇心、协作和迅速的行动能够解锁关于塑造我们宇宙的物理学的深刻见解。”
光粒子具有一种称为偏振的特性。在球形（大多数恒星的形状）中，单个光子的偏振会相互抵消，因此天体的净偏振为零。当天文学家测量到非零的净偏振时，他们可以利用该测量结果推断出发射所观测光线的天体（恒星或超新星）的形状。这项研究发表在《科学进展》（Science Advances）的一篇论文中。
