Eine Supernova mit Paarinstabilität ist eine besondere Art von Supernova oder Sternexplosion, die nur in Sternen auftritt, die sehr massereich sind (zwischen 130 und 250 Sonnenmassen), niedrige bis mäßige Rotationsgeschwindigkeiten und eine geringe Metallizität aufweisen (hauptsächlich aus Wasserstoff und Helium). ). In einer Supernova mit Paarinstabilität ist der Kern des Sterns so extrem energiereich, dass Kollisionen zwischen Gammastrahlen und Atomkernen zur spontanen Bildung von Elektron-Positron-Paaren führen, die einen Großteil der thermischen Energie absaugen und zu einem Druckabfall führen. Dieser Druckabfall führt dazu, dass der Stern aufgrund der Schwerkraft teilweise kollabiert.
Kollapsregionen werden schnell auf extreme Temperaturen und Drücke überhitzt, was zur schnellen Verschmelzung von Atomkernen und einer enormen Energiefreisetzung führt. Die dabei entstehende Wärmeenergie ist so groß, dass sie den Stern komplett auseinander bläst und nichts zurücklässt. Alle anderen Supernovae hinterlassen Überreste von Schwarzen Löchern oder Neutronensternen.
Paarinstabilitäts-Supernovae gelten heute als selten, wobei in der jüngeren astronomischen Geschichte nur ein Kandidat erwähnt wurde: SN 2006gy, die als „die hellste jemals aufgezeichnete Sternexplosion“ bezeichnet wurde. Sie war zehnmal stärker als eine Supernova und wurde wie andere Supernova-Explosionen als Hypernova bezeichnet. Einige Wissenschaftler haben vorgeschlagen, dass Supernovae mit Paarinstabilität einen Quarksternüberrest hinterlassen könnten, aber dies ist unbestätigt.
Obwohl Paarinstabilitäts-Supernovae in der Gegenwart selten beobachtet werden, wird angenommen, dass sie in der fernen Vergangenheit sehr zahlreich waren, unter den primordialen, supermassiven, niedrigmetallischen Sternen der Population III. Dies sind die ersten Sterne, die nach der 100 Millionen Jahre dauernden Dunkelheit nach dem Urknall entstanden sind. Sie sind alt genug und weit genug entfernt, um mit unserer aktuellen Teleskoptechnologie praktisch nicht beobachtbar zu sein.
Eta Carinæ ist ein Stern in unserer Galaxie mit so viel Masse (100-150 Sonnenmassen), dass er am Ende seines Lebens in einer Paar-Instabilitäts-Supernova explodieren könnte. Da sie nur 4,500 Lichtjahre von der Erde entfernt ist, wäre sie bei einer Explosion so hell, dass man mit ihrem Licht nachts lesen könnte. Die Supernova wäre sogar tagsüber sichtbar, wie der Mond. Glücklicherweise wäre es immer noch nicht energetisch genug, um die Erdatmosphäre erheblich zu schädigen.