Само за три седмици от откриването си на 21 януари 2014 г. се научи много за новата SN supernova SN 2014J в Messier 82, галактиката „Пура“. В допълнение към ранното потвърждение въз основа на нейния спектър, че това наистина е свръхнова тип Ia, сега се разбира, че е най-близката експлозия тип Ia до нашата галактика Млечен път от 1986 г.
Само уникалната му близост превръща SN 2014J в най-важната супернова, наблюдавана някога. Това ще повлияе на нашето разбиране както на типа Ia клас на свръхновите, така и на Вселената като цяло, тъй като размерът, възрастта и крайната съдба на нашата Вселена са свързани тясно с наблюденията на свръхнове от тип Ia и защото точността, с която те могат да да се прилага за оценка на разстоянията в универсален мащаб зависи изключително от най-близките примери. SN 2014J е много вероятно да остане най-близката точка за закрепване в мащабната дистанция на базата на свръхновите тип Ia за десетилетия напред.
„Като най-близката подобна супернова, SN 2014J ще ни помогне за по-доброто калибриране на разширяването на Вселената“, каза Адам Риес, ко-лидер на проекта Supernova H0 for Equation of State (SHOES) и съ-победител в 2011 г. Нобелова награда по физика.
Наблюденията на свръхновите тип Ia доведоха до откритието, че нашата Вселена е направена предимно от тъмна енергия и че скоростта на нейното разширяване очевидно се ускорява. Това откритие спечели през 2011 г. Нобелова награда по физика за Рис, Сол Перлмутер и Брайън Шмит.
Измерването на все по-точно точността на разширяване на нашата Вселена е Светият Граал на космологията след откриването на Хъбъл за разширяване през 1929 г. Тип Ia са идеални за изследване на космологични мащабни разстояния, тъй като тези звездни експлозии се случват само когато белите звезди джудже надвишават определена критична маса, еквивалент на 1,4 слънчеви маси.
В резултат повечето свръхнови тип Ia експлодират с приблизително еднаква вътрешна или абсолютна величина. Следователно те предоставят уникален вид „стандартна свещ“, чрез която всяка супер свръхна тип Ia, наблюдавана сто пъти по-бледа от друга, може да се разбере, че е точно десет пъти по-далеч от другата. На практика се отчитат фините разлики между действителните свръхнови тип Ia, които средно възлизат на около десет процента в нетния им ефект върху оценките на разстоянията. Технически, следователно, свръхновата тип Ia осигурява „стандартизируеми свещи“.
Нормалните свръхни тип Ia се разбират добре. Само за няколко дни от откриването си Робърт Куимби от Института за физика и математика на Вселената в университета в Токио Кавли успя да прогнозира максималната видима величина m_V = 10,5 и времето на пикова яркост от 2 февруари за SN 2014J, повече от седмица преди появата им. Както показват сега наличните наблюдения, обобщени в светлинната крива, достъпна благодарение на Американската асоциация на променливите звездни наблюдатели, прогнозата на Куимби, базирана на светлинните криви на други подобни свръхнови тип Ia, беше забелязана (вижте фигура 1, по-долу).
Докато SN 2014J е нормален тип Ia свръхнова, светлинната му крива разкрива, че е силно зачервена, както в затъмнена и затъмнена от голямо количество прах, присъстващ и намесващ се в своята приемна галактика. Количеството на зачервяване се посочва от разликата между синята и зрителната величина. Известно като изчезване, измерено като E = (B-V), за SN 2014J изгасването възлиза на ~ 1.3 mag. Това се сравнява със следващата най-близка скорошна свръхнова тип Ia, SN 2011fe в галактика Messier 101, на 23 милиона светлинни години (7.0 мегапарсека). Това е светлинната крива показва, че SN 2011fe беше зачервен много малко в сравнение, т.е. - и спектърът, и цветът са нормални.
Датата на първата светлина на експлозия на SN 2014J сега е установена, че е 14 януари януари, около една седмица преди откриването на 21 януари. Това беше съобщено в една от поне две публикации, вече публикувани онлайн относно SN 2014J, тази от WeiKang Zheng et al. и който вече е изпратен в писма на Astrophysical Journal (виж електронния печат тук). SN 2014J е една от само четирите свръхтинови типа Ia с наблюдения още един ден след първата светлина, останалите, включително SN 2011fe, споменати и SN 2009ig в галактика NGC 1015 на 130 милиона светлинни години (41 мегапарсекса) и SN 2013dy в галактика NGC 7250 при 46 милиона светлинни години (14 мегапарсека).
Двама съперници за най-близките скорошни свръхнови тип Ia, SN 1972E в галактика NGC 5253 и SN 1986G в NGC 5128, галактиката Кентавър А, бяха цитирани рано. Нито пък се твърди, че са пряко свързани с нулевата точка на мащаба на текущото разстояние, тъй като нито едно от съвременните, пълни, многолентови и многоепохални наблюдения, включително предварителни наблюдения, които са от съществено значение за определяне на нулева точка от свръхнове Ia и данни който сега се събира за SN 2014J. Например, SN 2002fk в галактика NGC 1309 при 100 милиона светлинни години (31 мегапарсека) е един от осемте тип Ia свръхнови, използвани като калибратори с нулева точка, поради техните пълни, многоепохални, мулти-лентови светлинни криви, т.е. използван например от Riess et al. (виж: 2011ApJ… 730..119R).
От гледна точка на това, че скорошната свръхнова тип Ia беше сравнително най-близка, разстоянията до участващите галактики могат да бъдат оценени въз основа на анализирането на всички оценки на разстояния, независими от червеното изместване, които са публикувани за галактики от 1980 г., което означава в съвременната ера с използване на CCD-та и включително наблюдения на базата на космическия телескоп Хъбъл на НАСА. Такива оценки на разстоянията в галактиката са таблично представени в екстрагалактичната база данни на НАСА / IPAC за разстоянията на галактиките (NED-D).
Galaxy Messier 82, домакинът на SN 2014J, е разположен на 12,0 милиона светлинни години (3,6 мегапарсекса) въз основа на средния три вида индикатор за разстояние, използващ 8 различни оценки. Стандартното отклонение сред тези показатели е ~ 10%.
Galaxy NGC 5128, домакин на SN 1986G, също е разположен на 12,0 милиона светлинни години, базирани на 11 различни индикатора, използващи 46 различни оценки на разстоянието, а също и със стандартно отклонение сред показателите от ~ 10%. И така, до прецизността на индикаторите, и двете свръхнови се случиха по същество на едно и също разстояние, потвърждавайки, че SN 2014J е най-близкото от SN 1986G. Galaxy NGC 5253, домакинът на SN 1972E, всъщност е най-близката галактика, на 11,0 милиона светлинни години (3,4 мегапарсека), за които се знае, че е домакин на свръхнова тип Ia през съвременната ера, въз основа на 6 индикатора с 48 оценки.
Отчитането на неговото затъмняване поради праха в Messier 82 е само една част от няколко, участващи в прилагането на данни от SN 2014J за оценка на разстоянието му. Бъдещите наблюдения на намаляващата му величина ще разкрият пълната му крива на светлината. Това ще позволи да се направят прогнози за времето на спада и факторите на разтягане на кривата. След като те са на разположение, най-много в следващите няколко до няколко седмици, SN 2014J ще започне да се използва като най-близката точка за закрепване на свръхнова тип Ia.
По-скоро крайъгълен камък, отколкото камък на Розетка, SN 2014J все пак ще окаже влияние върху трайното наследство върху бъдещите приложения на наблюденията на суперновите тип Ia в космологията. Това ще бъде особено важно за засилване на използването на свръхновата тип Ia като индикатори за космологично разстояние. Това е важно за текущите проекти, включително проекта SHOES, програмата Карнеги Хъбъл и други, които имат за цел да измерят скоростта на разширяване или постоянната на Hubble на Вселената до точност, по-добра от един процент в рамките на следващото десетилетие. Това ниво на точност е необходимо, за да разберем не само точния размер и възраст на нашата Вселена, но и точното Уравнение на държавата, управляващо общата енергия на нашата Вселена, включително нейната тъмна енергия.
