Ainult kolme nädala jooksul pärast selle avastamist 21. jaanuaril 2014 on Messier 82-s, "Sigari" galaktikas uue supernoova SN 2014J kohta palju teada. Lisaks spektril põhinevale varasele kinnitusele, et tegemist on tõepoolest Ia tüüpi supernoovaga, on see nüüd meie Linnutee galaktika jaoks lähim Ia tüüpi plahvatus alates 1986. aastast.
Ainuüksi selle ainulaadne lähedus muudab SN 2014J üheks kõige olulisemaks supernoovaks, mida kunagi nähtud. See mõjutab meie arusaamist nii supernoovade Ia-klassi klassist kui ka universumist tervikuna, kuna meie universumi suurus, vanus ja lõplik saatus on tihedalt seotud Ia tüüpi supernoovade vaatlustega ja seetõttu, et täpsus, millega nad saavad hakkama mida universaalse ulatuse hindamiseks kasutatakse, sõltub otsustavalt lähimatest näidetest. SN 2014J jääb suure tõenäosusega lähimaks ankrupunktiks Ia tüüpi supernoovadel põhinevas kaugusskaalas järgmisteks aastakümneteks.
"Kuna SN 2014J on lähim sedalaadi supernoova, aitab see meil paremini universumi paisumist kalibreerida," ütles Adam Riess, projekti Supernova H0 võrdõiguslikkuse riigile (SHOES) kaasjuht ja projekti kaasvõitja. 2011. aasta Nobeli füüsikapreemia.
Ia tüüpi supernoovade vaatlused viisid avastuseni, et meie Universum koosneb peamiselt tumedast energiast ja selle paisumiskiirus ilmselt kiireneb. See avastus pälvis Riessi, Saul Perlmutteri ja Brian Schmidti 2011. aasta Nobeli füüsikapreemia.
Meie Universumi täpse paisumiskiiruse täpsem mõõtmine on olnud kosmoloogia Püha Graal alates Hubble'i avastuse avastusest 1929. aastal. Ia tüüp sobib suurepäraselt kosmoloogiliste skaala vahemaade uurimiseks, kuna need täheplahvatused toimuvad ainult siis, kui valged kääbustähed ületavad teatud kriitilise massi, ekvivalentne 1,4 päikesemassiga.
Selle tulemusel plahvatab enamus Ia tüüpi supernoova umbes sama sisemise või absoluutse suurusega. Seetõttu pakuvad nad ainulaadset tüüpi "tavalist küünalt", mille abil saab iga Ia tüüpi supernoova, mis on sada korda õhem kui teine, mõista kümme korda kaugemal kui teine. Praktikas võetakse arvesse tegelikke Ia tüüpi supernoovade vahelisi väikeseid erinevusi, mis moodustavad nende netomõju keskmiselt umbes kümme protsenti kauguse hinnangust. Seetõttu pakuvad Ia tüüpi supernoovad tehniliselt "standardiseeritavaid küünlaid".
Tavalised Ia tüüpi supernoovad on hästi mõistetavad. Mõne päeva jooksul pärast selle avastamist suutis Tokyo ülikooli Kavli ülikooli füüsika ja matemaatika instituudist pärit Robert Quimby ennustada SN 2014J jaoks maksimaalset näivas suurust m_V = 10,5 ja tipphetke heleduse aega 2. veebruaril 2. veebruaril. rohkem kui nädal enne nende esinemist. Nagu nüüd saadaolevad vaatlused näitavad, mis on kokku võetud tänu Ameerika muutlike tähtede vaatlejate ühendusele saadaolevas valguskõveras, oli Quimby ennustus, mis põhineb muu sarnase Ia supernoova valguskõverate kõverustel, kohapeal (vt joonis 1 allpool).
Kui SN 2014J on tavaline Ia tüüpi supernoova, näitab tema valguskõver, et see on tugevalt punetav, kuna hämar ja varjatud suurel hulgal tolmu ning sekkub selle peremeesgalaktikasse. Punetuse suurust näitab sinise ja visuaalse suuruse erinevus. SN 2014J jaoks tuntud ekstinktsioonina, mõõdetuna E = (B-V), on ekstinktsioon ~ 1,3 mag. Võrreldes järgmise lähima hiljutise Ia tüüpi supernoovaga SN 2011fe galaktikas Messier 101, 23 miljoni valgusaasta (7,0 Megaparsec) juures. See näitab kerge kõverana, et SN 2011fe oli punaseks võrreldes väga punetav, s.t - nii spekter kui ka värv on normaalsed.
SN 2014J plahvatuse esimese tulekuupäevaks on nüüdseks seatud UT, jaanuar 14.72, umbes nädal enne avastust 21. jaanuaril. Sellest teatati ühes vähemalt kahest SN 2014J kohta juba võrgus avaldatud tööst, WeiKang Zheng et al., ja mis on juba edastatud Astrophysical Journal Lettersile (vt e-print siin). SN 2014J on üks ainult neljast Ia tüüpi supernoovast, mille vaatlused on juba üks päev pärast esimest valgust, teised, sealhulgas SN 2011fe, ja SN 2009ig galaktikas NGC 1015 130 miljoni valgusaasta kaugusel (41 Megaparsecs) ja SN 2013dy aastal 2013 galaktika NGC 7250 46 miljoni valgusaasta (14 megapaari) juures.
Varem viidati kahele lähima Ia tüüpi supernoova konkurendile, SN 1972E galaktikas NGC 5253 ja SN 1986G NGC 5128, Centaurus A galaktikale. Kumbki ei ole väidetavalt otseselt seotud praeguse kaugusskaala nullpunktiga, kuna kummalgi pole tänapäevaseid, terviklikke, mitme riba ja mitme ajastuga vaatlusi, sealhulgas maksimaalseid eelvaatlusi, mis on esmatähtsad Ia tüüpi supernoovade nullpunkti määratlemisel, ja andmeid seda kogutakse nüüd SN 2014J jaoks. Näiteks SN 2002fk galaktikas NGC 1309 100 miljoni valgusaasta (31 megapaari) juures on üks ainult kaheksast Ia tüüpi supernoovast, mida kasutatakse nullpunkti kalibraatoritena nende täielike, mitme ajastu ja mitme ribaga valguskõvera andmete tõttu, nagu näiteks Riess jt. (vt: 2011ApJ… 730..119R).
Kuna hiljutine Ia tüüpi supernoova oli suhteliselt lähim, saab vahemaad kaasatud galaktikateni hinnata, analüüsides põhiliselt kõiki punasest nihkest sõltumatuid kaugushinnanguid, mida on galaktikate kohta avaldatud alates 1980. aastast, mis tähendab tänapäeval, kasutades CCD-sid ja sealhulgas NASA Hubble'i kosmoseteleskoobil põhinevad vaatlused. Sellised galaktika kauguse hinnangud on toodud NASA / IPAC galaktikate kauguste ekstragalaktilises andmebaasis (NED-D).
SN 2014J võõrustaja Galaxy Messier 82 asub 12,0 miljonil valgusaastal (3,6 megaparsi), mis põhineb kolme erineva kauguse indikaatori keskmisel, kasutades 8 erinevat hinnangut. Nende näitajate standardhälve on ~ 10%.
SN 1986G võõrustaja Galaxy NGC 5128 asub samuti 12,0 miljoni valgusaasta kaugusel, mis põhineb 11 erineval indikaatoril, mis kasutavad 46 erinevat kaugushinnangut, ning ka standardhälbega indikaatorite vahel on ~ 10%. Nii et indikaatorite täpsuse piires toimusid mõlemad supernoovad põhimõtteliselt samal kaugusel, kinnitades, et SN 2014J on lähim alates SN 1986G. Galaktika NGC 5253, SN 1972E host, on tegelikult lähim galaktika, 11,0 miljoni valgusaasta (3,4 Megaparsecs) juures, mis teadaolevalt võõrustas tänapäeval Ia tüüpi supernoovat, mis põhineb 6 indikaatoril 48 hinnanguga.
Messieri 82 tolmu tõttu tuhmina töötamise arvelevõtmine on vaid üks osa mitmest, mis on seotud SN 2014J andmete kasutamisega tema kauguse hindamiseks. Tulevased vaatlused selle väheneva ulatuse kohta näitavad selle täielikku valguskõverat. See võimaldab hinnata selle languse aega ja kõverjoone venitustegureid. Kui need on käes, alustab SN 2014J lähima Ia tüüpi supernoova kinnituspunktina kasutamist maksimaalselt järgmise paari kuni mitme nädala jooksul.
SN 2014J, mis on rohkem verstapost kui Rosetta kivi, mõjutab sellegipoolest püsivat pärandit Ia tüüpi supernoova vaatluste tulevastes rakendustes kosmoloogias. See on eriti oluline Ia tüüpi supernoova kasutamise laiendamisel kosmoloogiliste kaugusnäitajatena. See on oluline käimasolevate projektide jaoks, sealhulgas SHOES-projekt, Carnegie Hubble'i programm ja teised, mille kõigi eesmärk on järgmise kümnendi jooksul mõõta Universumi laienemiskiirust või Hubble'i konstanti täpsusega, mis on parem kui üks protsent. See täpsuse tase on vajalik selleks, et mõista mitte ainult meie Universumi täpset suurust ja vanust, vaid ka täpset olekuvõrrandit, mis reguleerib meie Universumi koguenergiat, sealhulgas selle tumedat energiat.
