ซูเปอร์โนวาสว่างมาก ( SLSN พหูพจน์ ซูเปอร์โนวาสว่างมากหรือSLSNe ) เป็นการระเบิดของดาวฤกษ์ ประเภทหนึ่ง ที่มีความสว่าง มากกว่า ซูเปอร์โนวามาตรฐาน10 เท่าขึ้นไป^{[ 1 ]}เช่นเดียวกับซูเปอร์โนวา SLSNe ดูเหมือนจะเกิดขึ้นจากกลไกหลายอย่าง ซึ่งเปิดเผยได้ง่ายจากเส้นโค้งแสงและสเปกตรัม ของพวกมัน มีแบบจำลองหลายแบบสำหรับเงื่อนไขที่อาจก่อให้เกิด SLSN รวมถึงการยุบตัวของแกนกลางในดาวฤกษ์มวลมาก เป็นพิเศษ แมกเนตาร์มิลลิวินาทีปฏิสัมพันธ์กับวัสดุรอบดาวฤกษ์ (แบบจำลอง CSM) หรือ ซูเปอร์ โน วาจากความไม่เสถียรของคู่

ซูเปอร์โนวาสว่างมากที่ได้รับการยืนยันครั้งแรกที่เชื่อมโยงกับการระเบิดรังสีแกมมานั้นเพิ่งถูกค้นพบในปี 2003 เมื่อGRB 030329ส่องสว่างกลุ่มดาวสิงโต^{[ 2 ]} SN 2003dhแสดงถึงการตายของดาวฤกษ์ที่มีมวลมากกว่าดวงอาทิตย์ถึง 25 เท่า โดยมีวัสดุถูกพ่นออกมาด้วยความเร็วมากกว่าหนึ่งในสิบของความเร็วแสง^{[ 3 ]}

ดาวฤกษ์ที่มีมวล M ≥ 40 M _☉มีแนวโน้มที่จะสร้างซูเปอร์โนวาที่สว่างมาก^{[ 4 ]}

การค้นพบซูเปอร์โนวาขนาดเล็กจำนวนมากในศตวรรษที่ 21 แสดงให้เห็นว่าไม่เพียงแต่พวกมันจะสว่างกว่าซูเปอร์โนวาทั่วไปหลายเท่าตัวเท่านั้น แต่ซาก ของพวกมัน ก็ไม่น่าจะได้รับพลังงานจากการสลายตัวของกัมมันตรังสีแบบปกติ ซึ่งเป็นสาเหตุของพลังงาน ที่สังเกตได้ ในซูเปอร์โนวาแบบดั้งเดิม อีกด้วย

เหตุการณ์ SLSNe ใช้แผนการจำแนกประเภทแยกต่างหากเพื่อแยกความแตกต่างจากซูเปอร์โนวาประเภท Ia , ประเภท Ib/Icและประเภท II ทั่วไป ^{[ 5 ]}โดยคร่าวๆ จะแยกความแตกต่างระหว่างลักษณะสเปกตรัมของเหตุการณ์ที่มีไฮโดรเจนมากและเหตุการณ์ที่มีไฮโดรเจนน้อย^{[ 6 ]}

SLSNe ที่อุดมไปด้วยไฮโดรเจนจัดเป็นประเภท SLSN-II โดยมีรังสีที่สังเกตได้ผ่านความทึบแสงที่เปลี่ยนแปลงของซองไฮโดรเจนที่ขยายตัวหนา เหตุการณ์ส่วนใหญ่ที่มีไฮโดรเจนน้อยจัดเป็นประเภท SLSN-I โดยมีรังสีที่มองเห็นได้เกิดจากซองวัสดุที่ขยายตัวขนาดใหญ่ซึ่งขับเคลื่อนด้วยกลไกที่ไม่ทราบแน่ชัด กลุ่มที่สามของ SLSNe ที่พบได้น้อยกว่าก็มีไฮโดรเจนน้อยและสว่างผิดปกติเช่นกัน เรียกว่า SLSN-R ซึ่งเห็นได้ชัดว่าขับเคลื่อนด้วยกัมมันตภาพรังสี^{จาก 56} Ni ^{[ 6} ] ^{[ 7 ]}

การค้นพบที่เพิ่มขึ้นพบว่า SLSNe บางส่วนไม่เข้ากับคลาสทั้งสามนี้อย่างชัดเจน ดังนั้นจึงมีการอธิบายคลาสย่อยเพิ่มเติมหรือเหตุการณ์เฉพาะขึ้นมา SLSN-I จำนวนมากหรือทั้งหมดแสดงสเปกตรัมที่ไม่มีไฮโดรเจนหรือฮีเลียม แต่มีเส้นโค้งแสงที่เทียบได้กับซูเปอร์โนวาประเภท Ic ทั่วไป และตอนนี้ถูกจัดอยู่ในประเภท SLSN-Ic ^{[ 8 ]} PS1-10afx เป็น SLSN ที่ไม่มีไฮโดรเจนสีแดงผิดปกติ มีความสว่างเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วมากจนเกือบถึงระดับสูงสุดเป็นประวัติการณ์ และลดลงอย่างรวดเร็วผิดปกติ^{[ 9 ]} PS1-11ap คล้ายกับ SLSN ประเภท Ic แต่มีการเพิ่มขึ้นและลดลงที่ช้าผิดปกติ^{[ 8 ]}

มีการเสนอสาเหตุที่หลากหลายเพื่ออธิบายเหตุการณ์ที่มีขนาดใหญ่กว่าซูเปอร์โนวามาตรฐานหลายเท่าตัว แบบจำลองคอลแลปซาร์และแบบจำลอง CSM (สสารรอบดาวฤกษ์) เป็นที่ยอมรับโดยทั่วไป และมีเหตุการณ์จำนวนมากที่ได้รับการสังเกตการณ์อย่างดี ส่วนแบบจำลองอื่นๆ ยังคงได้รับการยอมรับอย่างไม่เป็นทางการหรือยังคงเป็นเพียงทฤษฎีเท่านั้น

แบบจำลองคอลแลปซาร์เป็นซูเปอร์โนวาประเภทหนึ่งที่มีความสว่างสูงมาก ซึ่งก่อให้เกิดวัตถุที่ยุบตัวลงเนื่องจากแรงโน้มถ่วง หรือ หลุม ดำคำว่า "คอลแลปซาร์" ซึ่งย่อมาจาก "ดาวฤกษ์ยุบตัว" (collapsed star ) เดิมทีใช้เพื่ออ้างถึงผลลัพธ์สุดท้ายของการยุบตัว ของดาวฤกษ์ เนื่องจากแรงโน้มถ่วง นั่น คือ หลุมดำมวลเท่าดาวฤกษ์ปัจจุบันบางครั้งคำนี้ใช้เพื่ออ้างถึงแบบจำลองเฉพาะสำหรับการยุบตัวของดาวฤกษ์ที่หมุนเร็ว เมื่อแกนกลางยุบตัวลงในดาวฤกษ์ที่มีแกนกลางอย่างน้อยประมาณสิบห้าเท่าของมวลของดวงอาทิตย์ ( M☉ ) แม้ว่าองค์ประกอบทางเคมีและอัตราการหมุนก็มีความสำคัญเช่นกัน พลังงานจากการระเบิดไม่เพียงพอที่จะขับไล่ชั้นนอกของดาวฤกษ์ออก _ไปและมันจะยุบตัวลงเป็นหลุมดำโดยไม่ก่อให้เกิดการระเบิดของซูเปอร์โนวาที่มองเห็นได้

ดาวฤกษ์ที่มีมวลแกนกลางต่ำกว่าระดับนี้เล็กน้อย—อยู่ในช่วง 5–15 เท่าของ  _มวลสุริยะ —จะเกิดการระเบิดซูเปอร์โนวา แต่เนื่องจากมวลที่ถูกพุ่งออกมาส่วนใหญ่จะตกลงสู่แกนกลางที่เหลืออยู่ ทำให้มันยุบตัวลงกลายเป็นหลุมดำ หากดาวฤกษ์ดังกล่าวหมุนช้า มันจะสร้างซูเปอร์โนวาที่จางๆ แต่ถ้าดาวฤกษ์หมุนเร็วพอ การตกลงสู่หลุมดำจะทำให้เกิดลำแสงพลังงานสูงพลังงานที่ลำแสงเหล่านี้ถ่ายโอนไปยังเปลือกที่ถูกพุ่งออกมาทำให้การระเบิดที่มองเห็นได้สว่างกว่าซูเปอร์โนวามาตรฐานอย่างมาก ลำแสงเหล่านี้ยังปล่อยอนุภาคพลังงานสูงและรังสีแกมมาออกมาโดยตรง ทำให้เกิดการระเบิดของรังสีเอ็กซ์หรือรังสีแกมมา ลำแสงเหล่านี้สามารถคงอยู่ได้นานหลายวินาทีหรือนานกว่านั้น และสอดคล้องกับการระเบิดของรังสีแกมมาที่มีระยะเวลานาน แต่ดูเหมือนว่าจะไม่สามารถอธิบายการระเบิดของรังสีแกมมาที่มีระยะเวลาสั้นได้

ดาวฤกษ์ที่มี  แกนกลาง มวล 5–15 เท่าของมวล _{สุริยะ}จะมีมวลรวมโดยประมาณ 25–90  เท่า ของมวล _{สุริยะ}โดยสมมติว่าดาวฤกษ์นั้นไม่ได้สูญเสียมวลไปมากนัก ดาวฤกษ์ดังกล่าวจะยังมีชั้นไฮโดรเจนห่อหุ้มอยู่ และจะระเบิดเป็นซูเปอร์โนวาประเภท II มีการสังเกตพบซูเปอร์โนวาประเภท II ที่จางมาก แต่ยังไม่มีดาวฤกษ์ใดที่แน่ชัดว่าเป็นซูเปอร์โนวาแบบซูเปอร์โนวาขนาดใหญ่ (SLSN) ประเภท II (ยกเว้นประเภท IIn ซึ่งไม่คิดว่าเป็นซูเปอร์โนวาแบบเจ็ต) มีเพียง ดาวฤกษ์ในกลุ่ม III ที่ มีโลหะ ต่ำที่สุดเท่านั้น ที่จะถึงขั้นนี้ของชีวิตโดยมีการสูญเสียมวลน้อย ดาวฤกษ์อื่นๆ รวมถึงดาวฤกษ์ส่วนใหญ่ที่เรามองเห็นได้ จะมีชั้นนอกส่วนใหญ่ถูกพัดหายไปเนื่องจากความสว่างสูงและกลายเป็น ดาวฤกษ์ วูล์ฟ-เรย์เยตบางทฤษฎีเสนอว่าดาวฤกษ์เหล่านี้จะสร้างซูเปอร์โนวาประเภท Ib หรือประเภท Ic แต่ยังไม่มีการสังเกตพบเหตุการณ์เหล่านี้ในธรรมชาติ ซูเปอร์โนวาขนาดใหญ่ (SLSN) ที่สังเกตพบส่วนใหญ่น่าจะเป็นประเภท Ic ซูเปอร์โนวาประเภท Ic ที่เกี่ยวข้องกับการระเบิดรังสีแกมมานั้นเกือบทั้งหมด เป็นตัวเลือกที่ดีมากสำหรับการเกิดลำแสงความเร็วสูงที่เกิดจากการตกกลับเข้าสู่หลุมดำ อย่างไรก็ตาม ซูเปอร์โนวาประเภท Ic ทั้งหมดไม่ได้สอดคล้องกับการระเบิดรังสีแกมมาที่สังเกตได้ แต่เหตุการณ์เหล่านั้นจะมองเห็นได้ก็ต่อเมื่อลำแสงใดลำแสงหนึ่งพุ่งตรงมาที่เราเท่านั้น

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ข้อมูลการสังเกตการณ์เกี่ยวกับการระเบิดรังสีแกมมาที่มีระยะเวลานานจำนวนมากได้ช่วยเพิ่มความเข้าใจของเราเกี่ยวกับเหตุการณ์เหล่านี้อย่างมีนัยสำคัญ และทำให้เห็นชัดเจนว่าแบบจำลอง คอลแลปซาร์ สร้างการระเบิดที่แตกต่างจากซูเปอร์โนวาธรรมดาเพียงเล็กน้อยในรายละเอียด และมีช่วงพลังงานตั้งแต่ระดับปกติไปจนถึงประมาณ 100 เท่า

ตัวอย่างที่ดีของ SLSN แบบ collapsar คือSN 1998bw [ ^{10 ]}ซึ่งเกี่ยวข้องกับการระเบิดรังสีแกมมาGRB 980425มันถูกจัดประเภทเป็นซูเปอร์โนวาประเภท Icเนื่องจาก คุณสมบัติ สเปกตรัม ที่โดดเด่น ใน สเปกตรัม วิทยุ ซึ่งบ่ง ^ชี้ถึงการมีอยู่ของสสารสัมพัทธภาพ

ซูเปอร์โนวา SLSNe ที่สังเกตได้เกือบทั้งหมดมีสเปกตรัมคล้ายกับซูเปอร์โนวาประเภท Ic หรือประเภท IIn ซูเปอร์โนวา SLSNe ประเภท Ic เชื่อว่าเกิดจากเจ็ตจากการตกกลับไปยังหลุมดำ แต่ซูเปอร์โนวา SLSNe ประเภท IIn มีเส้นโค้งแสงที่แตกต่างกันอย่างมากและไม่เกี่ยวข้องกับการระเบิดรังสีแกมมา ซูเปอร์โนวาประเภท IIn ทั้งหมดฝังอยู่ในเนบิวลาหนาแน่นซึ่งอาจถูกขับออกมาจากดาวฤกษ์ต้นกำเนิดเอง และวัสดุรอบดาวฤกษ์ (CSM) นี้เชื่อว่าเป็นสาเหตุของความสว่างที่เพิ่มขึ้น^{[ 11 ]}เมื่อวัสดุที่ถูกขับออกมาในการระเบิดซูเปอร์โนวาปกติครั้งแรกพบกับวัสดุเนบิวลาหนาแน่นหรือฝุ่นที่อยู่ใกล้ดาวฤกษ์ คลื่นกระแทกจะเปลี่ยนพลังงานจลน์เป็นรังสีที่มองเห็นได้อย่างมีประสิทธิภาพ ผลกระทบนี้ช่วยเพิ่มระยะเวลาที่ยาวนานและความสว่างสูงมากของซูเปอร์โนวาเหล่านี้ แม้ว่าพลังงานการระเบิดเริ่มต้นจะเท่ากับของซูเปอร์โนวาปกติก็ตาม

แม้ว่าซูเปอร์โนวาประเภทใดก็ได้อาจสร้าง SLSNe ประเภท IIn ได้ แต่ข้อจำกัดทางทฤษฎีเกี่ยวกับขนาดและความหนาแน่นของ CSM โดยรอบบ่งชี้ว่ามันมักจะถูกสร้างขึ้นจากดาวฤกษ์ต้นกำเนิดกลางเองทันทีก่อนเหตุการณ์ซูเปอร์โนวาที่สังเกตได้ ดาวฤกษ์ดังกล่าวมีแนวโน้มที่จะเป็นดาวยักษ์หรือLBVที่ดูเหมือนจะมีการสูญเสียมวล จำนวนมาก เนื่องจากความไม่เสถียรของเอ็ดดิง^ตันเช่นSN2005gl [ ^{12 ]}

ซูเปอร์โนวา SLSN อีกประเภทหนึ่งที่น่าสงสัยคือซูเปอร์โนวาแบบคู่ไม่เสถียรซึ่งSN 2006gy ^{[ 13 ]}อาจเป็นตัวอย่างแรกที่สังเกตได้ เหตุการณ์ซูเปอร์โนวานี้ถูกสังเกตในกาแล็กซีที่อยู่ห่างจากโลกประมาณ 238 ล้านปีแสง (73 เมกะพาร์เซก )

พื้นฐานทางทฤษฎีของการยุบตัวของคู่ที่ไม่เสถียรนั้นเป็นที่รู้จักกันมานานหลายทศวรรษแล้ว^{[ 14 ]}และได้รับการเสนอแนะว่าเป็นแหล่งกำเนิดหลักของธาตุที่มีมวลมากในจักรวาลยุคแรกเมื่อ ดาวฤกษ์ประเภท III ที่มีมวลมหาศาล ระเบิด ในซูเปอร์โนวาของคู่ที่ไม่เสถียร ผลกระทบ จากการผลิตคู่ทำให้ความดันในแกนกลางของดาวลดลงอย่างฉับพลัน นำไปสู่การยุบตัวบางส่วนอย่างรวดเร็วพลังงานศักย์โน้มถ่วงจากการยุบตัวทำให้เกิดการหลอมรวมของแกนกลางอย่างรวดเร็ว ซึ่งทำลายดาวฤกษ์ทั้งหมดโดยไม่เหลือเศษซาก

แบบจำลองแสดงให้เห็นว่าปรากฏการณ์นี้เกิดขึ้นเฉพาะในดาวฤกษ์ที่มีโลหะต่ำมากและมีมวลระหว่างประมาณ 130 ถึง 260 เท่าของดวงอาทิตย์ ซึ่งทำให้เป็นไปได้ยากมากในเอกภพท้องถิ่น แม้ว่าเดิมทีคาดว่าจะทำให้เกิดการระเบิด SLSN ที่ใหญ่กว่าซูเปอร์โนวาปกติหลายร้อยเท่า แต่แบบจำลองปัจจุบันคาดการณ์ว่าในความเป็นจริงแล้วพวกมันสร้างความสว่างตั้งแต่ประมาณเท่ากับซูเปอร์โนวาแบบยุบตัวของแกนกลางปกติไปจนถึงอาจจะสว่างกว่าถึง 50 เท่า แม้ว่าจะยังคงสว่างอยู่นานกว่ามากก็ตาม^{[ 15 ]}

แบบจำลองการสร้างและการหมุนช้าลงของแมกเนตาร์ให้ความสว่างที่สูงกว่าเหตุการณ์ซูเปอร์โนวาปกติมาก^{[ 16 ] [ 17 ]}และตรงกับคุณสมบัติที่สังเกตได้^{[ 18 ] [ 19 ]}ของ SLSNe อย่างน้อยบางส่วน ในกรณีที่ซูเปอร์โนวาแบบคู่ไม่เสถียรอาจไม่เหมาะสมสำหรับการอธิบาย SLSN ^{[ 20 ]}คำอธิบายแบบแมกเนตาร์จึงดูน่าเชื่อถือกว่า

ยังคงมีแบบจำลองสำหรับการระเบิดของซูเปอร์โนวาซูเปอร์โนวา (SLSN) ที่เกิดจากระบบดาวคู่ ดาวแคระขาว หรือดาวนิวตรอนที่จัดเรียงตัวผิดปกติ หรือกำลังรวมตัวกัน และแบบจำลองบางส่วนเหล่านี้ถูกเสนอเพื่ออธิบายการระเบิดรังสีแกมมาที่สังเกตได้บางส่วน

• SN 2018cow
• แหล่งกำเนิดรังสีแกมมา  – ประเภทของวัตถุบนท้องฟ้าที่สามารถปล่อยรังสีแกมมาออกมาได้
• ไฮเปอร์โนวา  – ซูเปอร์โนวาที่ปล่อยมวลขนาดใหญ่ออกมาด้วยความเร็วสูงผิดปกติ
• ดาวควาร์ก  – ดาวฤกษ์ขนาดเล็กแปลกตาที่ก่อตัวเป็นสสารซึ่งส่วนใหญ่ประกอบด้วยควาร์ก
• ควาร์กโนวา  – การระเบิดสมมุติของดาวนิวตรอน