Mindössze három hét alatt, 2014. január 21-i felfedezése óta, sok mindent megtudtak az új 2014-es szupernóva SN 2014J-ről, a Messier 82-ben, a „Cigar” galaxisban. A spektrumán alapuló korai megerősítés mellett, hogy valóban Ia típusú szupernóva, most azt értjük, hogy 1986 óta a Tejút galaxisunk legközelebbi Ia típusú robbanása.
Egyedülálló közelsége miatt az SN 2014J az egyik legfontosabb szupernóva, amelyet valaha megfigyeltünk. Ez befolyásolja mind a szupernóvák Ia típusú osztálya, mind az egész világegyetem megértését, mivel az univerzum méretének, korának és végső sorsának szorosan összekapcsolódnak az Ia típusú szupernóvák megfigyeléseivel, és mivel az a pontosság, amellyel képesek az univerzális méretű távolságok becsléséhez alapvetően a legközelebbi példáktól függ. Az SN 2014J nagy valószínűséggel az elkövetkező évtizedekben továbbra is a legközelebbi rögzítési pont marad az Ia típusú szupernóva-alapú távolsági skálán.
"Mivel a legközelebbi ilyen szupernóva az SN 2014J segít bennünket az univerzum terjeszkedésének jobb kalibrálásában" - mondta Adam Riess, a Supernova H0 az Állam-egyenlőség (SHOES) projekt társvezetője és a 2011. évi Nobel-díj a fizikában.
Az Ia típusú szupernóvák megfigyelései arra a felfedezésre jutottak, hogy univerzumunkat elsősorban sötét energiából készítik, és hogy a tágulási sebessége látszólag gyorsul. Ez a felfedezés Riess, Saul Perlmutter és Brian Schmidt számára a 2011. évi Nobel-fizika-díjat nyerte el.
Az univerzum pontos tágulási sebességének pontosabb mérése Hubble 1929. évi felfedezése óta a kozmológia Szent Grálja. Az Ia típus kiválóan alkalmas kozmológiai méretarányú távolságok vizsgálatára, mivel ezek a csillagrobbanások csak akkor fordulnak elő, amikor a fehér törpe csillagok meghaladnak egy bizonyos kritikus tömeget, ekvivalens 1,4 napelemes tömeggel.
Ennek eredményeként a legtöbb Ia típusú szupernova felrobban, nagyjából azonos belső vagy abszolút nagyságrenddel. Ezért egyedi típusú „szabványos gyertyát” biztosítanak, amelynek segítségével bármely Ia típusú szupernóva, amely egy százszor gyengébbnek látszik, mint egy másik, pontosan tízszer messzebb lehet, mint a másik. A gyakorlatban a tényleges Ia típusú szupernóvák közötti apró különbségeket kell figyelembe venni, amelyek átlagosan körülbelül tíz százalékot tesznek ki a távolságra becsült nettó hatással. Ezért az Ia típusú szupernóva technikailag „szabványosítható gyertyákat” biztosít.
A normál Ia típusú szupernóvák jól érthetők. A felfedezésétől számított néhány napon belül Robert Quimby, a Tokiói Egyetemi Kavli Fizikai és Matematikai Intézet képes volt megjósolni az m_V = 10,5 csúcs látszólagos nagyságát és a csúcs fényességének idejét, amely február 2-án volt az SN 2014J esetében, több mint egy héttel azok előfordulása előtt. Amint a jelenleg elérhető megfigyelések azt mutatják, hogy a Változtatható Csillagok Megfigyelőinek Amerikai Szövetségének köszönhetően a rendelkezésre álló fénygörbében összefoglaljuk, Quimby előrejelzése más hasonló Ia szupernóva fénygörbéin alapult (lásd az alábbi 1. ábrát).
Míg az SN 2014J egy normál Ia típusú szupernóva, fénygörbéje azt mutatja, hogy erősen vöröses, mint tompítva és eltakarja a jelen lévő nagy mennyiségű por, és beavatkozik a gazdagépen. A vörösödés mértékét a kék és a vizuális nagyság különbsége jelzi. Kihúzásként ismert, E = (B-V) értékkel mérve, az SN 2014J esetében az extinkció ~ 1,3 mag. Ez összehasonlítható a legközelebbi legújabb Ia típusú szupernovával, az SN 2011fe-vel a Messier 101 galaxisban, 23 millió fényévnél (7,0 Megaparsecs). Világos görbe azt mutatja, hogy az SN 2011fe nagyon kevésbé vöröses lett, összehasonlítva, azaz mind a spektrum, mind a szín normál.
Az SN 2014J robbanás első fénypontjának dátuma: január 14.72, UT, körülbelül egy héttel a felfedezés előtt, január 21-ig. Ez az SN 2014J vonatkozásában az interneten már közzétett legalább két cikk egyikében, a WeiKang Zheng et al., és amelyet már benyújtottak az Astrophysical Journal Letters-hez (lásd az e-nyomtatót itt). Az SN 2014J egyike annak a négy Ia típusú szupernóvanak, amelynek megfigyelései már egy nappal az első fény után megfigyelhetők, a többiek között az SN 2011fe említésre került, az SN 2009ig pedig az NGC 1015 galaxisban 130 millió fényév (41 Megaparsecs), és az SN 2013dy NGC 7250 galaxis 46 millió fényévben (14 megaparsecs).
A közelmúltban legközelebbi Ia típusú szupernóvák két versenytársát, az SN 1972E-t az NGC 5253 galaxisban és az SN 1986G-t az NGC 5128-ban, a Centaurus A galaxisban korábban idézték. Azt sem állítják, hogy azok közvetlenül kapcsolódnak a jelenlegi távolsági skála nulla pontjához, mivel egyikük sem rendelkezik modern, teljes, több sávú és több korszakú megfigyelésekkel, ideértve a maximális előtti megfigyeléseket is, amelyek alapvető fontosságúak az Ia típusú nulla pont szupernóvák meghatározásához, és az adatok amelyet most összegyűjtnek az SN 2014J-re. Például az SN 2002fk az NGC 1309 galaxisban 100 millió fényévben (31 megaparsecs) egyike annak a nyolc Ia típusú szupernóvanak, amelyet nullpont kalibrátorként alkalmaznak, teljes, több korszakú, több sávú fénygörbéjük miatt, például Riess és mtsai. (lásd: 2011ApJ… 730..119R).
Mivel a közelmúltban az Ia típusú szupernóva viszonylag legközelebb esett, az érintett galaxisok távolsága becsülhető meg, az alapvetően az összes vöröseltolódástól független távolságbecslés elemzésével, amelyeket 1980 óta jelentettek a galaxisokra, vagyis a modern korban CCD-k és ideértve a NASA Hubble Űrtávcsőjén alapuló megfigyeléseket is. Az ilyen galaxis-távolság becsléseit a NASA / IPAC galaktikus távolságok extragalaktikus adatbázisa (NED-D) tartalmazza.
A Galaxy Messier 82, az SN 2014J házigazdája 12,0 millió fényévben helyezkedik el (3,6 megaparsecs), háromféle távolságmérő átlagán alapulva, 8 különböző becslést alkalmazva. A mutatók közötti szórás ~ 10%.
A Galaxy NGC 5128, az SN 1986G házigazda, szintén 12,0 millió fényévben helyezkedik el, 11 különböző mutatón alapul, 46 különböző távolságbecslést alkalmazva, valamint a mutatók közötti szórással ~ 10%. Tehát a mutatók pontosságán belül mindkét szupernóva lényegében azonos távolságra fordult elő, megerősítve, hogy az SN 2014J az SN 1986G óta a legközelebbi. A Galaxy NGC 5253, az SN 1972E házigazda, valójában a legközelebbi galaxis, 11,0 millió fényévben (3,4 Megaparsecs), amelyről ismert, hogy a modern korban Ia típusú szupernóva otthont adott, 6 indikátor alapján, 48 becslés alapján.
A Messier 82 porának okozta tompulás elszámolása csak egy része annak, hogy részt vegyenek az SN 2014J adatokból a távolság becsléséhez. A csökkenő nagyságrendű jövőbeni megfigyelések feltárják a teljes fénygörbét. Ez lehetővé teszi a csökkenési idő és a fény-görbe nyújtási tényezők becslését. Amint ezek a kézben vannak, legfeljebb a következő néhány-néhány héten belül, az SN 2014J megkezdi használatát a legközelebbi Ia típusú szupernóva rögzítési pontként.
Még egy mérföldkő, mint a Rosetta kő, az SN 2014J ennek ellenére hatással lesz a tartós örökségre az Ia típusú szupernóva megfigyelések jövőbeli alkalmazásaiban a kozmológiában. Különösen jelentős lesz az Ia típusú szupernóva kozmológiai távolságmérőként történő felhasználásának fokozása. Ez fontos a folyamatban lévő projektek számára, ideértve a SHOES projektet, a Carnegie Hubble Programot és másokt, amelyek mindegyikének célja az Univerzum terjedési sebességének vagy Hubble-állandójának egy százaléknál jobb pontossággal történő mérése a következő évtizedben. Ez a pontosság szükséges ahhoz, hogy megértsük nemcsak a Világegyetem pontos méretét és korát, hanem a Világegyetem teljes energiáját, ideértve annak sötét energiáját is, pontos állam-egyenletet.
