U samo tri tjedna od otkrića 21. siječnja 2014., mnogo se saznalo o novoj supernovi SN 2014J u Messieru 82, galaksiji "Cigara". Uz ranu potvrdu koja se temelji na njegovom spektru da se zaista radi o supernovi tipa Ia, sada se podrazumijeva da je najbliža eksploziji tipa Ia našoj galaksiji Mliječni put od 1986. godine.
Sama jedinstvena blizina čini SN 2014J jednom od najvažnijih supernova ikad promatranih. To će utjecati na naše razumijevanje i vrste Ia klase supernova i svemira u cjelini, jer su veličina, starost i konačna sudbina našeg Svemira blisko povezani s promatranjima supernovee tipa Ia, i zbog preciznosti s kojom mogu primijeniti za procjenu udaljenosti od univerzalne veličine presudno ovisi o najbližim primjerima. SN 2014J vrlo je vjerojatno da će ostati desetljećima najbliže sidrište na ljestvici udaljenosti tipa Ia koja se temelji na supernovama.
„Budući da je najbliža supernova ove vrste, SN 2014J pomoći će nam da bolje kalibriramo širenje svemira“, rekao je Adam Riess, suvoditelj projekta Supernova H0 za jednačinu države (SHOES) i ko-pobjednik Nobelova nagrada za fiziku za 2011. godinu
Promatranja supernova tipa Ia dovela su do otkrića da je naš Svemir većinom načinjen od tamne energije i da se očigledno ubrzava njegova brzina širenja. To je otkriće zaslužilo Nobelovu nagradu za fiziku za Riess, Saul Perlmutter i Brian Schmidt za fiziku.
Sve preciznije mjerenje brzine ekspanzije našeg Svemira bio je sveti gral kozmologije od Hubbleovog otkrića širenja 1929. godine. Tip Ia savršeni su za ispitivanje udaljenosti kozmoloških razmjera, jer se ove zvjezdaste eksplozije događaju samo kada bijele patuljaste zvijezde premaše određenu kritičnu masu, ekvivalentno 1,4 solarne mase.
Kao rezultat toga, većina supernove tipa Ia eksplodira s približno istom unutarnjom ili apsolutnom veličinom. Stoga pružaju jedinstvenu vrstu "standardne svijeće", za koju se može shvatiti da je bilo koja supernova tipa I, sto puta bliža od druge, točno deset puta udaljenija od one druge. U praksi se uzimaju u obzir suptilne razlike između stvarnih supernova tipa Ia, koje u prosjeku iznose oko deset posto u njihovom neto utjecaju na procjene udaljenosti. Tehnički, dakle, supernova tipa Ia pruža „standardizirane svijeće“.
Normalni supernove vrste Ia dobro se razumiju. Za samo nekoliko dana od otkrića, Robert Quimby sa Kavli instituta za fiziku i matematiku svemira na Sveučilištu u Tokiju uspio je predvidjeti vršnu prividnu magnitudu m_V = 10,5 i vrijeme vršne svjetline od 2. veljače za SN 2014J, više od tjedan dana prije njihove pojave. Kao što sada pokazuju zapažanja, sažeto u krivulji svjetlosti koja je dostupna zahvaljujući Američkom udruženju promatrača zvijezda varijabilnih zvijezda, Quimbyjevo predviđanje zasnovano na svjetlosnim krivuljama slične Ia supernove, bilo je točno (vidi sliku 1, dolje).
Iako je SN 2014J normalna Ia supernova, njegova svjetlosna krivulja otkriva da je vrlo pocrvenela, kao što je zatamnjena i zatamnjena velikim količinama prašine koja je prisutna u njenoj galaksiji. Količina crvenila označena je razlikom između plave i vizualne veličine. Poznato kao izumiranje, mjereno kao E = (B-V), za SN 2014J izumiranje iznosi ~ 1,3 mag. To se uspoređuje sa sljedećom najbližom nedavnom supernova tipa Ia, SN 2011fe u galaksiji Messier 101, sa 23 milijuna svjetlosnih godina (7,0 Megaparseka). To pokazuje da je SN 2011fe u odnosu na svjetlo pocrvenio vrlo malo, tj. - i spektar i boja su normalni.
Datum prvog svjetla eksplozije SN 2014J sada je utvrđen da je 14. siječnja 2012. godine, otprilike tjedan dana prije otkrića, 21. siječnja. To je izvješteno u jednom od najmanje dva rada koji su već objavljeni na mreži u vezi s SN 2014J, onaj WeiKang Zheng et al., a koji je već poslan u Pisma astrofizičkog časopisa (vidi e-ispis ovdje). SN 2014J je jedan od samo četiri tipa Ia supernova s opažanjima već dan nakon prvog svjetla, ostali, uključujući SN 2011fe, i SN 2009ig u galaksiji NGC 1015 na 130 milijuna svjetlosnih godina (41 Megaparsec) i SN 2013dy u galaksija NGC 7250 na 46 milijuna svjetlosnih godina (14 megaparseka).
Rano su navedena dva suparnika za najbliže novije supernove tipa Ia, SN 1972E u galaksiji NGC 5253 i SN 1986G u NGC 5128, galaksiji Centaur A. Međutim, niti jedno se ne smatra izravno relevantnim za nulu točke trenutne skale udaljenosti, jer niti suvremena, cjelovita, višepojasna i multi-epohička opažanja, uključujući i pred-maksimalna promatranja, koja su od najveće važnosti za definiranje nulte točke tipa Ina supernova i podatke koja se sada okuplja za SN 2014J. Na primjer, SN 2002fk u galaksiji NGC 1309 pri 100 milijuna svjetlosnih godina (31 Megaparsec) jedan je od samo osam supernova tipa Ia koji se koriste kao kalibratori nulte točke, zbog njihovih potpunih, multi-epohičnih, višepojasnih podataka svjetlosne krivulje, kao npr. Riess i sur. (vidi: 2011ApJ… 730..119R).
S obzirom na to da je nedavna supernova tipa Ia bila relativno najbliža, udaljenosti do uključenih galaksija mogu se procijeniti na temelju analize u osnovi svih procjena udaljenosti neovisnih o pomicanju pomaka koje su za galaksije objavljivane od 1980. godine, što znači u moderno doba korištenjem CCD-ova i uključujući zapažanja na temelju NASA-inog svemirskog teleskopa Hubble. Takve procjene udaljenosti od galaksije tabelirane su u NASA / IPAC ekstragalaktičkoj bazi podataka o udaljenostima galaksije (NED-D).
Galaxy Messier 82, domaćin SN 2014J, smješten je na 12,0 milijuna svjetlosnih godina (3,6 Megaparseka), na temelju prosjeka tri vrste pokazatelja udaljenosti koji koriste 8 različitih procjena. Standardno odstupanje među tim pokazateljima je ~ 10%.
Galaxy NGC 5128, domaćin SN 1986G, također se nalazi na 12,0 milijuna svjetlosnih godina, na temelju 11 različitih pokazatelja koji koriste 46 različitih procjena udaljenosti, a također sa standardnim odstupanjem među pokazateljima od ~ 10%. Dakle, unutar preciznosti pokazatelja, oba supernova su se dogodila na istoj udaljenosti, potvrđujući da je SN 2014J najbliži od SN 1986G. Galaxy NGC 5253, domaćin SN 1972E, zapravo je najbliža galaksija, sa 11,0 milijuna svjetlosnih godina (3,4 Megaparseka) za koje se znalo da su u moderno doba ugostili supernove tipa Ia, temeljeno na 6 pokazatelja sa 48 procjena.
Računanje na njegovu zatamnjenost zbog prašine u Messier-u 82 samo je jedan dio nekoliko uključenih u primjenu podataka iz SN 2014J za procjenu njegove udaljenosti. Buduća zapažanja njegove opadanja će otkrivati potpunu krivulju svjetlosti. To će omogućiti procjene vremena pada i faktora rastezanja svjetlosne krivulje. Nakon što ih preuzmu u ruke, u narednih nekoliko do nekoliko tjedana, SN 2014J započet će svoju uporabu kao najbliže sidrište tipa Ia supernove.
Više od prekretnice od kamena iz Rosette, SN 2014J će ipak imati utjecaj trajnog nasljeđa na buduće primjene opažanja supernove tipa Ia u kozmologiji. Posebno će biti značajno poboljšati upotrebu supernove tipa Ia kao kosmoloških pokazatelja udaljenosti. To je važno za tekuće projekte, uključujući SHOES projekt, Carnegie Hubble program i druge, čiji su svi ciljevi mjerenje brzine širenja ili Hubbleove konstante svemira s točnošću većom od jedan posto u narednom desetljeću. Ta je razina točnosti potrebna kako bi se razumjela ne samo točna veličina i starost našeg Svemira, već i točno stanje države koja upravlja ukupnom energijom našeg Svemira, uključujući njegovu tamnu energiju.
