Supernovae zijn het helderste fenomeen in het huidige universum. Tot voor kort dachten astronomen dat ze min of meer supernova's hadden bedacht; ze kunnen het gevolg zijn van de directe ineenstorting van een massieve kern of het omslaan van de Chandrasekhar-limiet als een met witte dwergen vergaarde buurman. Deze methoden leken goed te werken totdat astronomen vanaf SN 2005ap “ultra-lichtgevende” supernova's begonnen te ontdekken. De gebruikelijke verdachten konden dergelijke heldere explosies niet produceren en astronomen gingen op zoek naar nieuwe methoden en nieuwe ultra-lichtgevende supernovae om deze uitschieters te helpen begrijpen. Onlangs heeft het geautomatiseerde hemelonderzoek Pan-STARRS er nog twee opgeleverd.
Sinds 2010 doet het Panoramic Survey Telescope & Rapid Response System (Pan-STARR) observaties bovenop de berg Haleakala en wordt gecontroleerd door de Universiteit van Hawaï. Zijn primaire missie is om te zoeken naar objecten die een bedreiging kunnen vormen voor de aarde. Om dit te doen, scant het herhaaldelijk de noordelijke hemel, kijkt naar 10 plekken per nacht en fietst door verschillende kleurenfilters. Hoewel het op dit gebied zeer succesvol is geweest, kunnen de waarnemingen ook worden gebruikt om objecten te bestuderen die op korte tijdschalen veranderen, zoals supernovae.
De eerste van de twee nieuwe supernova's, PS1-10ky, was al aan het exploderen toen Pan-STARRS in werking trad, dus de helderheidscurve was onvolledig omdat deze werd ontdekt in de buurt van de piekhelderheid en er geen gegevens zijn om deze op te vangen toen deze helderder werd . Voor de tweede, PS1-10awh, ving het team echter tijdens het ophelderen en had het een volledige lichtcurve voor het object. Door de twee te combineren, kon het team, onder leiding van Laura Chomiuk van het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, een volledig beeld krijgen van hoe deze titanische supernova's zich gedragen. En bovendien, omdat ze werden waargenomen met meerdere filters, kon het team begrijpen hoe de energie werd verdeeld. Daarnaast kon het team andere instrumenten gebruiken, waaronder Gemini, om spectroscopische informatie te verkrijgen.
De twee nieuwe supernovae lijken in veel opzichten sterk op de andere ultra-lichtgevende supernovae die eerder zijn ontdekt, waaronder SN 2010gx en SCP 06F6. Al deze objecten zijn uitzonderlijk helder met weinig absorptie in hun spectra. Het weinige dat ze hadden, was te wijten aan gedeeltelijk geïoniseerde koolstof, silicium en magnesium. De gemiddelde piekhelderheid was -22,5 magnituden, terwijl de typische supernovae van de kerninstorting rond -19,5 piekte. Door de aanwezigheid van deze lijnen konden astronomen de expansiesnelheid voor de nieuwe objecten meten als 40.000 km / sec en een afstand tot deze objecten plaatsen als ongeveer 7 miljard lichtjaren (eerdere ultra-lichtgevende supernovae zoals deze waren tussen 2 en 5 miljard licht jaar).
Maar wat zou deze leviathans kunnen aandrijven? Het team heeft drie scenario's overwogen. De eerste was radioactief verval. Het geweld van supernova-explosies injecteert atoomkernen met extra protonen en neutronen waardoor onstabiele isotopen ontstaan die snel bederven en zichtbaar licht afgeven. Dit proces is over het algemeen betrokken bij het verdwijnen van supernova's, aangezien dit vervalproces langzaam uitdroogt. Op basis van de waarnemingen concludeerde het team echter dat het niet mogelijk zou moeten zijn om voldoende hoeveelheden van de radioactieve elementen te creëren die nodig zijn om rekening te houden met de waargenomen helderheid.
Een andere mogelijkheid was dat een snel roterende magnetar een snelle verandering in zijn rotatie onderging. Deze plotselinge verandering zou grote, grote stukken materiaal van het oppervlak afwerpen, wat in extreme gevallen de waargenomen uitzettingssnelheid van deze objecten zou kunnen evenaren.
Ten slotte beschouwt het team een meer typische supernova die uitgroeit tot een relatief dicht medium. In dit geval zou de schokgolf van de supernova een wisselwerking hebben met de wolk rond de ster en de kinetische energie zou het gas verwarmen, waardoor het zou gaan gloeien. Ook dit kon veel van de waargenomen kenmerken van de supernova reproduceren, maar had de vereiste dat de ster grote hoeveelheden materiaal vergoot vlak voordat hij explodeerde. Er wordt hiervoor enig bewijs gegeven als een veelvoorkomend verschijnsel in massieve lichtgevende blauwe variabele sterren die in het nabije heelal worden waargenomen. Het team merkt op dat deze hypothese kan worden getest door te zoeken naar radio-emissie terwijl de schokgolf in wisselwerking stond met het gas.
