Iba za tri týždne od svojho objavu 21. januára 2014 sa veľa dozvedelo o novej supernove SN 2014J v Messier 82, galaxii „Cigareta“. Okrem včasného potvrdenia na základe svojho spektra, že ide skutočne o supernovu typu Ia, sa teraz rozumie aj najbližšia explózia typu Ia pre našu galaxiu Mliečna dráha od roku 1986.
Vďaka svojej jedinečnej blízkosti je SN 2014J jedným z najdôležitejších supernov, aké kedy boli pozorované. Bude to mať vplyv na naše chápanie tak triedy supernov typu Ia, ako aj celého vesmíru, pretože veľkosť, vek a konečný osud nášho vesmíru sú úzko spojené s pozorovaniami supernov typu Ia a preto, s akou presnosťou môžu dokázať. použiť na odhad vzdialenosti univerzálneho rozsahu zásadne závisí od najbližších príkladov. Je veľmi pravdepodobné, že SN 2014J zostane najbližším kotviacim bodom stupnice vzdialeností založenej na supernovových typoch Ia na ďalšie desaťročia.
„Keďže SN 2014J bude najbližšou supernovou tohto typu, pomôže nám to lepšie kalibrovať rozširovanie vesmíru,“ uviedol Adam Riess, spoluzakladateľ projektu Supernova H0 pre štátnu rovnicu (SHOES) a spoluvlastník Nobelova cena za fyziku za rok 2011.
Pozorovania supernov typu Ia viedli k zisteniu, že náš vesmír je vyrobený väčšinou z temnej energie a že jeho miera expanzie sa zjavne zrýchľuje. Tento objav získal Nobelovu cenu za fyziku za rok 2011 pre Riessa, Saula Perlmuttera a Briana Schmidta.
Presnejšie meranie presnej miery expanzie nášho vesmíru je svätým grálom kozmológie od objavu expanzie Hubbleom v roku 1929. Typ Ia je ideálny na zisťovanie vzdialeností kozmologického rozsahu, pretože tieto hviezdne explózie sa vyskytujú iba vtedy, keď biele trpasličí hviezdy prekročia určitú kritickú hmotnosť, čo zodpovedá 1,4 solámym masám.
Výsledkom je, že väčšina supernov typu Ia exploduje s približne rovnakou vnútornou alebo absolútnou veľkosťou. Poskytujú preto jedinečný druh „štandardnej sviečky“, podľa ktorej možno akýkoľvek supernov typu Ia pozorovaný ako stokrát slabší ako iný, chápať tak, že sú presne desaťkrát ďalej ako ostatné. V praxi sa započítavajú jemné rozdiely medzi skutočnými supernovami typu Ia, ktoré v priemere dosahujú približne desať percent ich čistého účinku na odhady vzdialenosti. Technicky teda supernova typu Ia poskytuje „štandardizované sviečky“.
Normálne supernovy typu la sú dobre známe. V priebehu niekoľkých dní od jeho objavenia bol Robert Quimby z Kavliho inštitútu pre fyziku a matematiku vesmíru na Tokijskej univerzite schopný predpovedať najvyššiu zdanlivú veľkosť m_V = 10,5 a čas maximálnej jasnosti 2. februára pre SN 2014J, viac ako týždeň pred ich výskytom. Ako vyplýva z dostupných pozorovaní, ako je zhrnuté vo svetelnej krivke dostupnej vďaka Americkej asociácii pozorovateľov premenných hviezd, Quimbyho predikcia založená na svetelných krivkách podobného typu supernovy typu Ia bola na mieste (pozri obrázok 1 nižšie).
Kým SN 2014J je normálna supernova typu Ia, jej svetelná krivka ukazuje, že je veľmi sčervenená, pretože pri stlmení a zatemnení veľkým množstvom prachu prítomného a zasahujúceho do hostiteľskej galaxie. Množstvo začervenania je indikované rozdielom medzi modrou a vizuálnou veľkosťou. Známe ako vyhynutie, merané ako E = (B-V), pre SN 2014J je vyhynutie ~ 1,3 mag. To je v porovnaní s najbližšou nedávnou poslednou typom Ia supernovy, SN 2011fe v galaxii Messier 101, pri 23 miliónoch svetelných rokov (7,0 Megaparsec). Jeho svetelná krivka ukazuje, že SN 2011fe bol v porovnaní sčervenaný veľmi málo, t. J. Spektrum i farba sú normálne.
Dátum prvého svetla výbuchu SN 2014J je teraz stanovený na 14,72 UT, približne jeden týždeň pred objavom. To bolo hlásené v jednom z najmenej dvoch článkov, ktoré už boli zverejnené online v súvislosti s SN 2014J, v jednom článku WeiKang Zheng et. al., a ktoré už boli zaslané do Astrofyzikálneho časopisu Letters (pozri elektronickú tlač tu). SN 2014J je jednou z iba štyroch supernov typu Ia s pozorovaniami už jeden deň po prvom svetle, ďalšie uvedené vrátane SN 2011fe a SN 2009ig v galaxii NGC 1015 pri 130 miliónoch svetelných rokov (41 Megaparsec) a SN 2013 v roku galaxia NGC 7250 pri 46 miliónoch svetelných rokov (14 megaparsec).
Dvaja rivali pre najbližšiu supernovu typu Ia, SN 1972E v galaxii NGC 5253 a SN 1986G v NGC 5128, galaxiu Centaurus A, boli uvedení už čoskoro. Tvrdí sa však, že nie je priamo relevantný pre aktuálny nulový bod stupnice vzdialenosti, pretože ani moderné, úplné, viacpásmové a viacpásmové pozorovania vrátane predbežných maximálnych pozorovaní, ktoré sú nevyhnutné na definovanie supernovy typu Ia typu nulového bodu, a údaje to sa teraz zhromažďuje pre SN 2014J. Napríklad SN 2002fk v galaxii NGC 1309 pri 100 miliónoch svetelných rokov (31 megaparsec) je jedným z iba ôsmich supernov typu Ia, ktoré sa používajú ako kalibrátory s nulovým bodom kvôli svojim úplným údajom o viacerých epochách, viacpásmových svetelných krivkách, ako sa napríklad používa v Riess et al. (pozri: 2011ApJ… 730..119R).
Pokiaľ ide o to, ktorá z posledných supernov typu Ia bola relatívne najbližšia, je možné odhadnúť vzdialenosti k zúčastneným galaxiám na základe analýzy v podstate všetkých odhadov vzdialenosti nezávislých od červeného posunu, ktoré sa pre galaxie uverejňujú od roku 1980, čo znamená v modernej ére pomocou CCD a vrátane pozorovaní založených na Hubbleovom vesmírnom teleskopu agentúry NASA. Takéto odhady vzdialenosti galaxií sú uvedené v tabuľke v extragalaktickej databáze vzdialeností galaxií NASA / IPAC (NED-D).
Galaxy Messier 82, hostiteľ SN 2014J, sa nachádza vo vzdialenosti 12,0 milióna svetelných rokov (3,6 Megaparsec), na základe priemeru troch druhov ukazovateľa vzdialenosti, ktorý využíva 8 rôznych odhadov. Štandardná odchýlka medzi týmito ukazovateľmi je ~ 10%.
Galaxy NGC 5128, hostiteľ SN 1986G, sa tiež nachádza na 12,0 milióna svetelných rokov, na základe 11 rôznych ukazovateľov využívajúcich 46 rôznych odhadov vzdialenosti a tiež so štandardnou odchýlkou medzi ukazovateľmi ~ 10%. Takže v rámci presnosti ukazovateľov sa obe supernovy vyskytovali v podstate v rovnakej vzdialenosti, čo potvrdzuje, že SN 2014J je najbližšie od SN 1986G. Galaxy NGC 5253, hostiteľ SN 1972E, je vlastne najbližšou galaxiou, ktorá je známa ako hostiteľ 11 supernovy typu Ia v modernej dobe na 11,0 milióna svetelných rokov (3,4 Megaparsec), a to na základe 6 ukazovateľov so 48 odhadmi.
Započítanie stmievania v dôsledku prachu v aplikácii Messier 82 je iba jednou časťou viacerých subjektov, ktoré sa podieľajú na aplikovaní údajov zo servera SN 2014J na odhad jeho vzdialenosti. Budúce pozorovania klesajúcej veľkosti odhalia jeho úplnú svetelnú krivku. To umožní odhadnúť čas poklesu a faktory napínania svetelnej krivky. Keď budú tieto požiadavky k dispozícii, najneskôr do niekoľkých najbližších až niekoľkých týždňov začne SN 2014J používať ako najbližší kotviaci bod supernovy typu Ia.
SN 2014J bude mať viac ako míľnik ako kameň Rosetta a napriek tomu bude mať vplyv trvalého dedičstva na budúce aplikácie supernovových pozorovaní typu Ia v kozmológii. Bude to obzvlášť dôležité pri zlepšovaní používania supernovy typu Ia ako kosmologických ukazovateľov vzdialenosti. Je to dôležité pre prebiehajúce projekty vrátane projektu SHOES, Carnegieho Hubbleovho programu a ďalších, ktorých cieľom je zmerať mieru expanzie vesmíru alebo Hubbleovu konštantu s presnosťou lepšou ako jedno percento v priebehu nasledujúceho desaťročia. Táto úroveň presnosti je potrebná, aby sme pochopili nielen presnú veľkosť a vek nášho vesmíru, ale aj presnú rovnicu štátu, ktorá riadi celkovú energiu nášho vesmíru vrátane jeho temnej energie.
