Обнаруженная роботизированным телескопом экстраординарная сверхновая SN 2007bi является уникальным примером звёзд, которые первыми распространились во Вселенной. Необычайно яркий с большой длительностью свечения объект находится в соседней так называемой карликовой галактике – достаточно распространённом типе галактик, но до сих пор недостаточно изученном. Уникальная сверхновая может стать первой из целого ряда подобных образований, которые вскоре должны быть открыты.

SN 2007bi была найдена в начале 2007 года проектом SNfactory, осуществляемым Национальной лабораторией Лоуренса в Беркли (Lawrence Berkeley National Laboratory). Спектр звезды оказался нестандартен, поэтому в течение долгого времени астрономы подробно изучали его. Учёные пытались собрать как можно больше данных по мере медленного угасания сверхновой. Анализ показал, что предшествующая её возникновению звезда могла быть только гигантом с массой, в 200 раз большей, чем у Солнца, и содержала несколько элементов помимо водорода и гелия, как и подобает первым звёздам во Вселенной. По словам астрофизика Питера Нагента (Peter Nugent), поскольку только ядро было в 100 раз тяжелее Солнца, должен был проявиться долгое время предполагавшийся феномен парной нестабильности. Нагент является одним из тех, кто возглавляет 3С (Computational Cosmology Center – Вычислительный космологический центр). Он объясняет, что в очень горячем внутреннем пространстве звезды энергетические гамма-лучи создают пары электронов и позитронов, которые дают выход давлению, предохраняющему ядро от коллапса.

"SN 2007bi – это взрыв крайне массивной звезды", - подтверждает профессор астрономии в Калифорнийском университете в Беркли (UC Berkeley) Алекс Филиппенко (Alex Filippenko). Но по какой-то причине вместо превращения в чёрную дыру, как происходит с другими массивными звёздами, ядро прошло через ядерный процесс, разорвавший его на осколки. Такой тип поведения был предсказан несколько десятилетий назад, но никогда не наблюдался до настоящего открытия. SN 2007bi – первое подтверждённое явление сверхновой с парной нестабильностью.

SN 2007bi была зафиксирована на снимках, сделанных в результате осуществления проекта автоматического поиска Palomar-QUEST Survey, использующего телескоп Oschin Telescope и инструменты Паломарской обсерватории Калифорнийского института технологий (California Institute of Technology's Palomar Observatory). На данный момент открыты уже тысячи сверхновых всех типов с разными спектрами, и внимание исследователей сосредоточено на типе Ia – "стандартных свечах", используемых для изучения расширения Вселенной. Но SN 2007bi не относится к этому виду, поскольку была в 10 раз ярче. Согласно оценке Филиппенко, термоядерный процесс в её ядре обладал намного большим масштабом и мощностью, чем во взрывах белых карликовых сверхновых типа Ia. Сразу после открытия SN 2007bi к её изучению подключились Авишей Гел-Ям (Avishay Gal-Yam) из израильского Института наук Вайсмана (Weizmann Institute of Science) и Филиппенко с возможностью использования 10-м телескопа Keck 1.

По словам Паоло Маззали (Paolo Mazzali) из Института астрофизики Макса Планка (Max Planck Institute for Astrophysics), дополнительные данные о спектре кроме Keck 1 предоставил телескоп VLT (Very Large Telescope – Очень большой телескоп) в Чили. Информация чётко показала, что в результате взрыва сверхновой произошёл выброс большого объёма материала, включая рекордное количество радиоактивного никеля, заставившего сиять расширяющиеся газовые облака. Для первоначального анализа данных использовался суперкомпьютер в NERSC (National Energy Research Scientific Computing Center – Научный вычислительный центр национальных энергетических исследований) и код, сравнивающий синтетические спектры с настоящим. Совпадение с виртуальной моделью подтвердило: SN 2007bi – это действительно сверхновая с парной нестабильностью. Центральная часть массивной звезды под конец её жизни формировала атомы кислорода. Затем фотоны с наибольшей энергией превратились в электрон-позитронные пары, снизившие давление и позволившие ядру разрушиться. Ядерный взрыв породил радиоактивный никель, заставивший частицы окружающего газа светиться и сохранять видимость SN 2007bi долгое время.

По словам Гел-Яма, SN 2007bi является отличным примером поиска новых взрывов звёзд. Потому как в спектре не было линий водорода и гелия, обычная классификация предписывала обозначить объект как тип Ic, хотя он был намного ярче. Понимание сверхновых требует подробной записи колебаний яркости, или кривой света. Хотя SN 2007bi обнаружили через неделю после пика процесса взрыва, Нагент изучает данные уже не один год. По его мнению, первый неопровержимый пример сверхновой с парной нестабильностью в карликовой галактике – это существенный момент, ведь данные галактики с несколькими элементами тяжелее водорода и гелия могут считаться моделью ранней Вселенной.