Supernovaer är det ljusaste fenomenet i det nuvarande universum. Fram tills nyligen trodde astronomer att de ganska mycket hade haft supernovaer; de kan antingen bildas från direkt kollaps av en massiv kärna eller tippa över Chandrasekhar-gränsen som en vit dvärg tillträtt granne. Dessa metoder tycktes fungera bra tills astronomer började upptäcka ”ultra-lysande” supernovaer som började med SN 2005ap. De vanliga misstänkta kunde inte orsaka så starka explosioner och astronomer började leta efter nya metoder såväl som nya ultralumnande supernovaer för att hjälpa till att förstå dessa utfallare. Nyligen har den automatiska himmelundersökningen Pan-STARRS nätet två till.
Sedan 2010 har Panoramic Survey Telescope & Rapid Response System (Pan-STARR) gjort observationer ovanpå Mount Haleakala och kontrolleras av University of Hawaii. Det främsta uppdraget är att söka efter föremål som kan utgöra ett hot mot jorden. För att göra detta skannar den upprepade gånger den nordliga himlen, tittar på 10 lappar per natt och cyklar genom olika färgfilter. Även om det har varit mycket framgångsrikt på detta område, kan observationerna också användas för att studera föremål som förändras på korta tidsskalor som supernovaer.
Den första av de två nya supernovorna, PS1-10ky, var redan på väg att explodera när Pan-STARRS kom i drift, alltså var ljusstyrkekurvan ofullständig eftersom den upptäcktes nära toppljusstyrka och inga data finns för att fånga den när den ljusnade . Men för den andra, PS1-10awh, tog teamet sig i processen att bli ljusare och har en komplett ljuskurva för objektet. Genom att kombinera de två kunde teamet, ledat av Laura Chomiuk vid Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, få en fullständig bild av hur dessa titaniska supernovaer uppträder. Och dessutom, eftersom de observerades med flera filter, kunde teamet förstå hur energin fördelades. Dessutom kunde teamet använda andra instrument, inklusive Gemini, för att få spektroskopisk information.
De två nya supernovaerna är i många avseenden mycket lika de andra ultralumnande supernovaerna som upptäckts tidigare, inklusive SN 2010gx och SCP 06F6. Alla dessa föremål har varit exceptionellt ljusa med liten absorption i sina spektra. Det lilla de hade berodde på delvis joniserat kol, kisel och magnesium. Den genomsnittliga toppens ljusstyrka var -22,5 magnitud där som typiska kärnkollaps supernovaer toppade runt -19,5. Närvaron av dessa linjer gjorde det möjligt för astronomer att mäta expansionshastigheten för de nya objekten som 40 000 km / sek och placera ett avstånd till dessa objekt som ungefär 7 miljarder ljusår (tidigare ultraljus supernovaer som dessa har varit mellan 2 och 5 miljarder ljus år).
Men vad kan driva dessa leviataner? Teamet behandlade tre scenarier. Den första var radioaktivt förfall. Våldet av supernovaexplosioner injicerar atomkärnor med ytterligare protoner och neutroner som skapar instabila isotoper som snabbt förfaller och avger synligt ljus. Denna process är vanligtvis inblandad i att bleka ut från supernovaer eftersom denna förfallprocess långsamt torkar ut. Baserat på observationerna drog emellertid laget att det inte borde vara möjligt att skapa tillräckliga mängder av radioaktiva element som behövs för att redovisa den observerade ljusstyrkan.
En annan möjlighet var en snabb roterande magnet som genomgick en snabb förändring av dess rotation. Denna plötsliga förändring skulle kasta bort stora stora bitar av material från ytan som i extrema fall kan matcha den observerade expansionshastigheten hos dessa objekt.
Slutligen anser teamet att en mer typisk supernova expanderar till ett relativt tätt medium. I detta fall skulle chockvågen som producerats av supernova interagera med molnet runt stjärnan och den kinetiska energin skulle värma gasen och få den att glöda. Även detta kunde reproducera många av de observerade egenskaperna hos supernova, men hade kravet att stjärnan kasta stora mängder material strax innan den exploderade. Vissa bevis ges för att detta är en vanlig förekomst i massiva lysande blå variabla stjärnor som observerats i det närliggande universum. Teamet konstaterar att den här hypotesen kan testas genom att söka efter radioemission när chockvågen interagerade med gasen.
