Les supernovae sont le phénomène le plus brillant de l'univers actuel. Jusqu'à récemment, les astronomes pensaient qu'ils avaient à peu près compris les supernovae; ils pourraient se former soit par l'effondrement direct d'un noyau massif, soit par le basculement de la limite de Chandrasekhar en tant que voisin nain blanc accrété. Ces méthodes semblaient bien fonctionner jusqu'à ce que les astronomes commencent à découvrir des supernovae «ultra-lumineuses» à partir de SN 2005ap. Les suspects habituels ne pouvaient pas produire de telles explosions brillantes et les astronomes ont commencé à rechercher de nouvelles méthodes ainsi que de nouvelles supernovae ultra-lumineuses pour aider à comprendre ces valeurs aberrantes. Récemment, le levé de ciel automatisé Pan-STARRS en a dénombré deux autres.
Depuis 2010, le télescope panoramique et le système de réponse rapide (Pan-STARR) effectue des observations au sommet du mont Haleakala et est contrôlé par l'Université d'Hawaï. Sa mission principale est de rechercher des objets pouvant constituer une menace pour la Terre. Pour ce faire, il scanne à plusieurs reprises le ciel du nord, en regardant 10 patchs par nuit et en parcourant divers filtres de couleur. Bien qu'elle ait été très réussie dans ce domaine, les observations peuvent également être utilisées pour étudier des objets qui changent sur de courtes échelles de temps, comme les supernovae.
La première des deux nouvelles supernovae, PS1-10ky, était déjà en train d'exploser lors de la mise en service du Pan-STARRS, ainsi, la courbe de luminosité était incomplète puisqu'elle a été découverte près de la luminosité maximale et aucune donnée n'existe pour l'attraper lorsqu'elle s'est éclaircie. . Cependant, pour le second, PS1-10awh, l'équipe a attrapé pendant le processus d'éclaircissement et a une courbe de lumière complète pour l'objet. Combinant les deux, l'équipe, dirigée par Laura Chomiuk au Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, a pu obtenir une image complète du comportement de ces supernovae titanesques. Et de plus, puisqu'ils ont été observés avec plusieurs filtres, l'équipe a pu comprendre exactement comment l'énergie était distribuée. De plus, l'équipe a pu utiliser d'autres instruments, dont Gemini, pour obtenir des informations spectroscopiques.
Les deux nouvelles supernovae sont très similaires à bien des égards aux autres supernovae ultra-lumineuses découvertes précédemment, dont SN 2010gx et SCP 06F6. Tous ces objets ont été exceptionnellement lumineux avec peu d'absorption dans leurs spectres. Le peu qu'ils possédaient était dû au carbone, au silicium et au magnésium partiellement ionisés. La luminosité moyenne maximale était de -22,5 magnitudes, alors que l'effondrement du noyau typique des supernovae culminait autour de -19,5. La présence de ces lignes a permis aux astronomes de mesurer la vitesse d'expansion des nouveaux objets à 40 000 km / sec et de placer une distance à ces objets à environ 7 milliards d'années-lumière (les supernovae ultra-lumineuses précédentes comme celles-ci étaient comprises entre 2 et 5 milliards de lumière). années).
Mais qu'est-ce qui pourrait alimenter ces léviathans? L'équipe a envisagé trois scénarios. Le premier était la désintégration radioactive. La violence des explosions de supernovae injecte des noyaux atomiques avec des protons et des neutrons supplémentaires créant des isotopes instables qui se désintègrent rapidement en émettant de la lumière visible. Ce processus est généralement impliqué dans la disparition des supernovae car ce processus de désintégration se dessèche lentement. Cependant, sur la base des observations, l'équipe a conclu qu'il ne devrait pas être possible de créer des quantités suffisantes des éléments radioactifs nécessaires pour tenir compte de la luminosité observée.
Une autre possibilité était qu'un magnétar tournant rapidement subissait un changement rapide de sa rotation. Ce changement soudain jetterait de gros gros morceaux de matériau de la surface qui pourraient, dans des cas extrêmes, correspondre à la vitesse d'expansion observée de ces objets.
Enfin, l'équipe considère une supernova plus typique se développant dans un milieu relativement dense. Dans ce cas, l'onde de choc produite par la supernova interagirait avec le nuage autour de l'étoile et l'énergie cinétique chaufferait le gaz, le faisant briller. Cela pourrait également reproduire bon nombre des caractéristiques observées de la supernova, mais exigeait que l'étoile libère de grandes quantités de matériau juste avant d'exploser. Certaines preuves sont données comme étant une occurrence courante dans les étoiles massives bleues lumineuses massives observées dans l'univers proche. L'équipe note que cette hypothèse peut être testée en recherchant l'émission radio lorsque l'onde de choc a interagi avec le gaz.
