Supernovaer er det lyseste fenomenet i det nåværende universet. Inntil nylig trodde astronomer at de stort sett hadde supernovaer funnet ut; de kan enten danne seg fra direkte kollaps av en massiv kjerne eller velte Chandrasekhar-grensen som en hvit dverg tiltrengt nabo. Disse metodene så ut til å fungere bra før astronomer begynte å oppdage “ultra-lysende” supernovaer som begynte med SN 2005ap. De vanlige mistenkte kunne ikke produsere så sterke eksplosjoner, og astronomer begynte å lete etter nye metoder så vel som nye ultralysende supernovaer for å forstå disse utleggerne. Nylig har den automatiserte himmelundersøkelsen Pan-STARRS nettet to til.
Siden 2010 har Panoramic Survey Telescope & Rapid Response System (Pan-STARR) foretatt observasjoner på toppen av Haleakala og er kontrollert av University of Hawaii. Den viktigste oppgaven er å søke etter gjenstander som kan utgjøre en trussel mot Jorden. For å gjøre dette, skanner den gjentatte ganger den nordlige himmelen, ser på 10 lapper per natt og sykler gjennom forskjellige fargefiltre. Selv om det har vært veldig vellykket på dette området, kan observasjonene også brukes til å studere objekter som endres på korte tidsskalaer som supernovaer.
Den første av de to nye supernovene, PS1-10ky, var allerede i ferd med å eksplodere da Pan-STARRS kom i drift, og dermed var lyshetskurven ufullstendig siden den ble oppdaget nær topplysstyrke og ingen data finnes for å fange den når den lysnet . For det andre, PS1-10awh, fanget imidlertid teamet mens de var i lysning og har en komplett lyskurve for objektet. Ved å kombinere de to var teamet, ledet av Laura Chomiuk ved Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, i stand til å få et fullstendig bilde av hvordan disse titaniske supernovene oppfører seg. Og dessuten, siden de ble observert med flere filtre, var teamet i stand til å forstå hvordan energien ble distribuert. I tillegg kunne teamet bruke andre instrumenter, inkludert Gemini, for å få spektroskopisk informasjon.
De to nye supernovaene er veldig likt i mange forhold til de andre ultralysende supernovaene som ble oppdaget tidligere, inkludert SN 2010gx og SCP 06F6. Alle disse gjenstandene har vært usedvanlig lyse med lite absorpsjon i sitt spektre. Det lille de hadde hadde skyldtes delvis ionisert karbon, silisium og magnesium. Den gjennomsnittlige topplysstyrken var -22,5 størrelser der som typiske kjernekollaps-supernovaer toppet seg rundt -19,5. Tilstedeværelsen av disse linjene gjorde det mulig for astronomer å måle ekspansjonshastigheten for de nye objektene som 40 000 km / sek og plassere en avstand til disse objektene som rundt 7 milliarder lysår (tidligere ultralysende supernovaer som disse har ligget mellom 2 og 5 milliarder lys år).
Men hva kan tvinge disse leviatanene til? Teamet vurderte tre scenarier. Den første var radioaktivt forfall. Volden fra supernovaeksplosjoner injiserer atomkjerner med ekstra protoner og nøytroner som skaper ustabile isotoper som raskt forfaller og gir av synlig lys. Denne prosessen er vanligvis involvert i å falme ut av supernovaer, da denne forfallsprosessen forsvinner sakte. Basert på observasjonene konkluderte imidlertid teamet at det ikke burde være mulig å lage tilstrekkelige mengder av radioaktive elementer som er nødvendige for å redegjøre for den observerte lysstyrken.
En annen mulighet var en hurtig roterende magnetar som gjennomgikk en rask endring i rotasjonen. Denne plutselige endringen ville kaste av store store biter av materiale fra overflaten, som i ekstreme tilfeller kunne samsvare med den observerte ekspansjonshastigheten til disse gjenstandene.
Til slutt vurderer teamet en mer typisk supernova som utvider seg til et relativt tett medium. I dette tilfellet ville sjokkbølgen produsert av supernovaen samhandle med skyen rundt stjernen og den kinetiske energien ville varme opp gassen og føre til at den glødet. Også dette kunne gjengi mange av de observerte trekk ved supernovaen, men hadde kravet om at stjernen kaster store mengder materiale rett før den eksploderte. Noe bevis er gitt for at dette er en vanlig forekomst i massive lysende blå variabelstjerner observert i det nærliggende universet. Teamet bemerker at denne hypotesen kan testes ved å søke etter radioutslipp når sjokkbølgen samhandlet med gassen.
