Кіріспе
Супернова стандартты суперновадан кем дегенде он есе жарқырақ. Супер-жарық супернова (SLSN, көпше түрі – супер-жарық суперновалар немесе SLSNe) – жарықтығы стандартты суперновалардан 10 немесе одан да көп есе жоғары жұлдыз жарылысының түрі. Суперновалар сияқты, SLSNe де бірнеше механизмдер арқылы пайда болады, бұл олардың жарық қисықтары мен спектрлерінен анық көрінеді. SLSN-ді тудыруы мүмкін жағдайлар туралы бірнеше модель бар, оның ішінде аса массивті жұлдыздардың өзегінің ыдырауы, миллисекундтық магнетарлар, қоршаған жұлдыздық материалмен (CSM моделі) өзара әрекеттесу немесе жұп тұрақсыздық суперновалары. Гамма сәулесінің жарылысымен байланысты алғашқы расталған супер-жарық супернова 2003 жылға дейін табылмады, GRB 030329 Арыстан шоқжұлдызында көрінді. SN 2003dh – бұл Күннен 25 есе массивті жұлдыздың өлімі, онда материал жарық жылдамдығының оннан бір бөлігінен жоғары жылдамдықпен шашырады. M ≥ 40 M☉ массасы бар жұлдыздар супер-жарық суперноваларды тудыруы мүмкін.
A super luminous supernova (SLSN, plural super luminous supernovae or SLSNe) is a type of stellar explosion with a luminosity 10 or more times higher than that of standard supernovae. Like supernovae, SLSNe seem to be produced by several mechanisms, which is readily revealed by their light curves and spectra. There are multiple models for what conditions may produce an SLSN, including core collapse in particularly massive stars, millisecond magnetars, interaction with circumstellar material (CSM model), or pair instability supernovae. The first confirmed superluminous supernova connected to a gamma ray burst was not found until 2003, when GRB 030329 illuminated the Leo constellation. SN 2003dh represented the death of a star 25 times more massive than the Sun, with material being blasted out at over a tenth the speed of light. Stars with M ≥ 40 M☉ are likely to produce superluminous supernovae.
Жіктеу
XXI ғасырда көптеген SLSNe-нің табылуы, олардың көпшілігі әдеттегі суперновалардан бірнеше есе жарық екенін ғана емес, сонымен қатар олардың қалдықтарының дәстүрлі суперновалардың байқалатын энергиясына жауапты типтік радиоактивті ыдырау арқылы қуатталуы екіталай екенін көрсетті. SLSNe оқиғалары оларды дәстүрлі Ia, Ib/Ic және II типтегі суперновалардан ажырату үшін жеке жіктеу жүйесін пайдаланады, негізінен сутегіге бай және сутегіге азырақ оқиғалардың спектральдық ерекшеліктерін ажыратады. Сутегіге бай SLSNe II типті SLSN ретінде жіктеледі, олардың байқалатын сәулеленуі қалың кеңейіп жатқан сутегі қабығының өзгеретін мөлдірлігі арқылы өтеді. Сутегіге азырақ оқиғалардың көпшілігі SLSN I типті болып саналады, олардың көрінетін сәулеленуі белгісіз механизммен қуатталатын үлкен кеңейіп жатқан материалдық қабықтан пайда болады. SLSNe-нің үшінші, сирек кездесетін тобы да сутегіге азырақ және ерекше жарық береді, бірақ 56Ni-ден радиоактивтілік арқылы қуатталады. Табылғандардың саны артуда, кейбір SLSNe осы үш сыныпқа толық сәйкес келмейді, сондықтан қосымша кіші топтар немесе бірегей оқиғалар сипатталды. Көптеген немесе барлық SLSN I сутегі немесе гелийсіз спектрлерді көрсетеді, бірақ Ic типті суперновалармен салыстыратын жарық қисықтарына ие, сондықтан қазір SLSN Ic ретінде жіктеледі. PS1 10afx – сутегісіз ерекше қызыл SLSN, ол жарықтылығы рекордтық деңгейге дейін өте жылдам көтеріліп, содан кейін ерекше жылдам төмендейді. PS1 11ap Ic SLSN-ге ұқсас, бірақ оның көтерілуі мен төмендеуі айтарлықтай баяу. Бұл оқиға GRB 980425 гамма сәулесінің жарлымымен байланысты болды. Ол радиоспектрдегі ерекше спектральдық қасиеттеріне байланысты Ic типті супернова ретінде жіктеледі, бұл релятивистік материяның бар екенін көрсетеді.
Жұлдызды айналдыратын материалдың моделі
Көрсетілген барлық SLSNe-дің спектрлері Ic немесе IIn типті суперноваларға ұқсас болды. Ic типті SLSNe-нің қара тесікке қайта түсуден пайда болатын ағындар арқылы туындайтыны саналады, бірақ IIn типті SLSNe айқын түрде ерекше жарық қисықтарына ие және гамма сәулелерінің жарқылымен байланысты емес. IIn типті суперновалардың барлығы тығыз тұмандылықтың ішінде орналасқан, бұл тұмандылық, мүмкін, өз атажұлдызынан шығарылған, және осы жұлдыздық материалдың (CSM) арқасында қосымша жарқылылық пайда болады деп есептеледі. Жұлдызға жақын тығыз тұмандық материалмен немесе шаңмен кездескенде, бастапқы қалыпты суперновалық жарылыстан шыққан материал, соққы толқыны кинетикалық энергияны тиімді түрде көрінетін сәулеленуге айналдырады. Бұл эффект осы ұзаққа созылған және өте жарқын суперноваларды күшейтеді, тіпті бастапқы жарылыс энергиясы қалыпты суперновалармен салыстырылатын болса да. Кез келген супернова типі IIn SLSNe-ні тудыруы мүмкін, бірақ CSM-нің мөлшері мен тығыздығына қатысты теориялық шектеулер, оның орталық атажұлдыздың өзінен, байқалған суперновалық оқиғаға дейін пайда болатынын көрсетеді. Мұндай жұлдыздар гипергиганттар немесе LBV-лер болуы мүмкін, олар Эддингтонның тұрақсыздығына байланысты айтарлықтай масса жоғалтып жатқандай көрінеді, мысалы, SN2005gl.
Жұптық тұрақсыздықты қамтамасыз ететін супернова
SLSN күдікті тағы бір түрі – жұп тұрақсыздық суперновасы, және SN 2006gy оның бірінші байқалған мысалы болуы мүмкін. Бұл суперновалық құбылыс Жерден 238 миллион жарық жылы (73 мегапарсек) қашықтықтағы галактикада тіркелді. Жұп тұрақсыздығының құлдырауының теориялық негізі ондаған жылдар бойы белгілі және ерте ғаламдағы жоғары массалы элементтердің басты көзі ретінде, аса зор III популяциясының жұлдыздары жарылғанда ұсынылған. Жұп тұрақсыздығын тудыратын суперновада жұптардың пайда болу әсері жұлдыздың ядросындағы қысымның күрт төмендеуіне алып келеді, осыдан кейін жылдам ішінара құлдырау орын алады. Құлдыраудан туындаған гравитациялық потенциалдық энергия ядроның қаусап кетуіне (runaway fusion) себеп болады, бұл жұлдызды толығымен жояды, ешқандай қалдық қалдырмайды. Модельдер көрсеткендей, бұл құбылыс тек өте төмен металдыққа және Күннің массасынан 130-260 есе салмақты жұлдыздарда ғана болады, сондықтан олар жергілікті ғаламшарда өте сирек кездеседі. Бастапқыда SLSN жарылыстарының қалыпты суперновадан жүздеген есе күшті болуы күтілгенімен, қазіргі модельдер олардың жарық шығымы қалыпты ядролық құлдырау суперновасымен шамамен бірдей, тіпті 50 есеге дейін артық болуы мүмкін екенін болжайды, бірақ олар әлдеқайда ұзақ уақыт бойы жарқырап тұрады.
Магниттік энергияның босауы
Магнетардың қалыптасуы және одан кейінгі айналу жылдамдығының төмендеуінің модельдері, қалыпты жарылыстарға қарағанда әлдеқайда жоғары жарықтықтарды тудырады және кем дегенде кейбір SLSNe-нің байқалған қасиеттерімен сәйкес келеді. Егер жұп тұрақсыздығынан болатын жарылыстар SLSN-ді түсіндіруге тиімді болмаса, магнетарлық түсіндірме ықтималрақ болады.
Басқа үлгілер
Әлі де екілік жүйелерден, ерекше құрылымдағы ақ жұлдыздардан немесе нейтрон жұлдыздарынан туындайтын, сондай-ақ бірігу процесінде пайда болатын SLSN жарылыстарының модельдері бар. Олардың кейбіреуі байқалған гамма-сәулелік шоқтардың себептерін түсіндіруге ұсынылып келеді.