Tikai trīs nedēļu laikā kopš atklāšanas 2014. gada 21. janvārī ir daudz uzzināts par jauno supernovas SN 2014J Messier 82, “Cigāru” galaktikā. Papildus sākotnējam apstiprinājumam, pamatojoties uz tā spektru, ka tā patiešām ir Ia tipa supernova, tagad to saprot kā tuvāko Ia tipa sprādzienu mūsu Piena Ceļa galaktikā kopš 1986. gada.
Tikai tās unikālais tuvums padara SN 2014J par vienu no vissvarīgākajām supernovām, kādas jebkad novērotas. Tas ietekmēs mūsu izpratni gan par supernovu Ia tipa klasi, gan par Visumu kopumā, jo mūsu Visuma lielums, vecums un galīgais liktenis ir cieši saistīti ar Ia tipa supernovu novērojumiem un tāpēc, ka ar tiem saistītā precizitāte kuru var izmantot, lai novērtētu attālumus universālā mērogā, ļoti svarīgi ir no tuvākajiem piemēriem. Ļoti iespējams, ka SN 2014J paliks tuvākais stiprinājuma punkts uz Ia tipa supernovām balstītās attāluma skalas nākamajām desmitgadēm.
“Būdama tuvākā šāda veida supernova, SN 2014J mums palīdzēs labāk kalibrēt Visuma paplašināšanos,” sacīja Ādams Riess, projekta Supernova H0 valsts vienādojumam (SHOES) līdzdibinātājs un līdzautors 2011. gada Nobela prēmija fizikā.
Ia tipa supernovu novērojumi ļāva atklāt, ka mūsu Visums galvenokārt ir veidots no tumšās enerģijas un ka tā izplešanās ātrums acīmredzami paātrinās. Šis atklājums nopelnīja 2011. gada Nobela prēmiju fizikā Riesam, Saulam Perlmuteram un Braientam Šmitam.
Kopš Habla atklājuma par ekspansiju 1929. gadā, arvien precīzāks mūsu Universa ekspansijas ātruma mērījums ir bijis Svētais kosmoloģijas Grāls. Ia tips ir lieliski piemērots kosmoloģiskā mēroga attāluma noteikšanai, jo šie zvaigžņu sprādzieni notiek tikai tad, kad balto punduru zvaigznes pārsniedz noteiktu kritisko masu, ekvivalents 1,4 saules masām.
Tā rezultātā lielākā daļa Ia tipa supernovu eksplodē ar aptuveni tādu pašu iekšējo vai absolūto lielumu. Tāpēc tie nodrošina unikālu “standarta sveču” veidu, ar kuru jebkura Ia tipa supernova, kas novērota simtreiz šķiltavas nekā cita, var tikt saprasta tieši desmit reizes tālāk nekā otra. Praksē tiek ņemtas vērā smalkas atšķirības starp faktiskajiem Ia tipa supernoviem, kuru vidējā neto ietekme uz attāluma aprēķiniem ir aptuveni desmit procenti. Tāpēc tehniski Ia tipa supernova nodrošina “standartizējamas sveces”.
Parastā Ia tipa supernovas ir labi saprotamas. Dažu dienu laikā pēc atklāšanas Roberts Kimbijs no Kavli Universitātes Fizikas un matemātikas institūta Tokijas universitātē spēja paredzēt SN 2014J maksimālo šķietamo lielumu m_V = 10,5 un maksimālā spilgtuma laiku 2. februārī, vairāk nekā nedēļu pirms to parādīšanās. Kā tagad pieejamie novērojumi rāda, kā apkopots gaismas līknē, kas pieejama, pateicoties Amerikas mainīgo zvaigžņu novērotāju asociācijai, Quimby prognoze, kas balstīta uz cita līdzīga tipa Ia supernovas gaismas līknēm, tika uz vietas (sk. 1. attēlu zemāk).
Kamēr SN 2014J ir normāla Ia tipa supernova, tās gaismas līkne atklāj, ka tā ir ļoti apsārtusi, tāpat kā aptumšota un aizēnota ar lielu daudzumu putekļu, kas atrodas savā saimniekdatora galaktikā. Sarkanās krāsas daudzumu norāda atšķirība starp zilo un vizuālo lielumu. SN 2014J pazīstams kā ekstinkcija, mērot kā E = (B-V), ekstinkcija ir ~ 1,3 mag. Tas ir, salīdzinot ar nākamo tuvāko neseno Ia tipa supernovu, SN 2011fe galaktikā Mesjērs 101, 23 miljonu gaismas gadu attālumā (7,0 Megaparsecs). Tas liecina par gaismas līknes parādīšanos, ka SN 2011fe salīdzinājumā ar to bija sarkani ļoti maz, t.i., gan spektrs, gan krāsa ir normāli.
SN 2014J sprādziena pirmās gaismas datums tagad ir noteikts plkst. 14.72 UT, apmēram nedēļu pirms atklāšanas 21. janvārī. Tas tika ziņots vienā no vismaz diviem dokumentiem, kas tiešsaistē jau tika publicēti par SN 2014J, WeiKang Zheng et al. al., un kas jau ir iesniegts Astrophysical Journal Letters (skatīt e-druku šeit). SN 2014J ir viena no tikai četrām Ia tipa supernovām ar novērojumiem jau dienu pēc pirmās gaismas, pārējās, ieskaitot SN 2011fe, tika pieminētas, un SN 2009ig galaktikā NGC 1015 130 miljonu gaismas gadu laikā (41 Megaparsecs), un SN 2013dy in galaktika NGC 7250 pie 46 miljoniem gaismas gadu (14 Megaparsecs).
Divi konkurenti tuvākajām nesenajām Ia tipa supernovām, SN 1972E galaktikā NGC 5253 un SN 1986G NGC 5128, Kentaura A galaktikā, tika minēti agri. Tomēr arī netiek apgalvots, ka tie būtu tieši saistīti ar pašreizējo attāluma skalas nulles punktu, jo nevienam no tiem nav modernu, pilnīgu, vairāku joslu un vairāku laikmetu novērojumu, ieskaitot pirmsmaksimālos novērojumus, kuriem ir būtiska nozīme, lai definētu Ia tipa supernovu nulles punktu, un datus kas tagad tiek apkopoti SN 2014J. Piemēram, SN 2002fk galaktikā NGC 1309 100 miljonu gaismas gadu laikā (31 Megaparsecs) ir viens no tikai astoņiem Ia tipa supernoviem, kurus izmanto kā nulles punkta kalibratorus, jo tiem ir pilnīgi, daudzu laikmetu, daudzjoslu gaismas līknes dati, kā izmanto, piemēram, Riess et al. (sk. 2011ApJ… 730..119R).
Atkarībā no tā, kura nesenā Ia tipa supernova bija salīdzinoši tuvākā, attālumus līdz iesaistītajām galaktikām var aprēķināt, balstoties galvenokārt uz visu no sarkanajiem novirzēm neatkarīgo attālumu aprēķinu analīzi, kas galaktikām ir publicēti kopš 1980. gada, tas nozīmē mūsdienu laikmetā, izmantojot CCD un ieskaitot novērojumus, kuru pamatā ir NASA Habla kosmiskais teleskops. Šādi galaktiku attāluma aprēķini ir tabulēti NASA / IPAC galaktiku attālumu datu bāzē (NED-D).
Galaxy Messier 82, SN 2014J resursdators, atrodas 12,0 miljonu gaismas gadu attālumā (3,6 Megaparsecs), pamatojoties uz trīs veidu attāluma indikatoriem, izmantojot 8 dažādas aplēses. Starp šiem rādītājiem standarta novirze ir ~ 10%.
Galaxy NGC 5128, SN 1986G saimnieks, arī atrodas 12,0 miljonu gaismas gadu attālumā, pamatojoties uz 11 dažādiem indikatoriem, kas izmanto 46 dažādus attāluma aprēķinus, kā arī ar standarta novirzi starp rādītājiem ~ 10%. Tātad, rādītāju precizitātes robežās, abas supernovas notika būtībā vienā attālumā, apstiprinot, ka SN 2014J ir tuvākā kopš SN 1986G. Galaktika NGC 5253, SN 1972E mītne, faktiski ir tuvākā galaktika 11,0 miljonu gaismas gadu laikā (3,4 Megaparsecs), par kuru, kā zināms, mūsdienās bija Ia tipa supernova, kuras pamatā ir 6 indikatori ar 48 aprēķiniem.
Messier 82 putekļu radītās aptumšošanās uzskaite ir tikai viena daļa no vairākām, kas iesaistītas SN 2014J datu izmantošanā, lai novērtētu tā attālumu. Turpmākie novērojumi par tā samazināšanos varētu atklāt pilnīgu gaismas līkni. Tas ļaus novērtēt tā samazināšanās laiku un gaismas līknes izstiepšanās faktorus. Kad tie būs rokā, maksimums tuvāko dažu vai vairāku nedēļu laikā, SN 2014J sāks izmantot kā tuvāko Ia tipa supernovas enkura punktu.
SN 2014J, kas ir vairāk pagrieziena punkts nekā Rosetta akmens, tomēr atstās ilgstošu mantojumu uz Ia tipa supernovas novērojumu turpmākiem pielietojumiem kosmoloģijā. Tas būs īpaši nozīmīgi, pastiprinot Ia tipa supernovas izmantošanu kā kosmoloģiskā attāluma indikatorus. Tas ir svarīgi pašreiz notiekošajiem projektiem, ieskaitot SHOES projektu, Kārnegija Habla programmu un citiem, kuru visu mērķis ir noteikt Visuma izplešanās ātrumu vai Habla konstantu ar precizitāti, kas labāka par vienu procentu nākamās desmitgades laikā. Šis precizitātes līmenis ir vajadzīgs, lai saprastu ne tikai precīzu mūsu Visuma izmēru un vecumu, bet arī precīzu stāvokļa vienādojumu, kas nosaka mūsu Visuma kopējo enerģiju, ieskaitot tumšo enerģiju.
