В данном предложении используется конструкция Past Continuous для описания действия, которое происходило в прошлом, когда другое действие прервало его или происходило параллельно. Фраза "When Katy looked out of the window" (Когда Кэти посмотрела в окно) представляет собой простое прошедшее время (Past Simple), которое обозначает однократное или завершенное действие. Действие, которое происходило в этот момент (солнце светило), описывается с помощью Past Continuous.
Сравним варианты:
Ответ: was shining