בשלושה שבועות בלבד מאז התגלתה ב- 21 בינואר 2014, נודע רבות על הסופרנובה החדשה SN 2014J במסיאר 82, גלקסיית הסיגרים. בנוסף לאישור מוקדם, המבוסס על הספקטרום שלו שהוא אכן סופרנובה מסוג Ia, כיום הוא מובן שהוא הפיצוץ הקרוב ביותר ב- Ia לגלקסיית שביל החלב שלנו מאז 1986.
קרבתו הייחודית בלבד הופכת את SN 2014J לאחת הסופרנובות החשובות ביותר שנצפתה אי פעם. זה ישפיע על ההבנה שלנו הן של סוג ה- Ia-סוג של סופרנובות והן של היקום בכללותו, מכיוון שגודל היקום שלנו, הגילאים והגורל הסופי שלהם קשורים באופן אינטימי לתצפיות של סופר-נובות מסוג Ia, ומשום שהדיוק בו הם יכולים להחיל כדי להעריך מרחקים אוניברסליים תלוי באופן מכריע בדוגמאות הקרובות ביותר. סביר להניח כי SN 2014J יישאר נקודת העוגן הקרובה ביותר בסולם המרחקים מבוסס הסופר-נובה בסגנון עשרות שנים.
"להיות הסופרנובה הקרובה ביותר מסוג זה, SN 2014J יעזור לנו לכייל טוב יותר את התפשטות היקום," אמר אדם רייס, מנהיג משותף של פרויקט Supernova H0 for Equation of State (SHOES), ומנצח משותף בפרויקט פרס נובל לפיזיקה לשנת 2011.
תצפיות מסוג סופרנובות מסוג Ia הובילו לגילוי שהיקום שלנו מורכב ברובו מאנרגיה אפלה, וכי ככל הנראה קצב ההתרחבות שלו מאיץ. תגלית זו זכתה בפרס נובל לפיזיקה לשנת 2011 עבור ריס, סול פרלמוטר ובריאן שמידט.
מדידת מדויק יותר ויותר של קצב ההתפשטות המדויק של היקום שלנו היה הגביע הקדוש של הקוסמולוגיה מאז התגליתה של האבל בהתפשטות בשנת 1929. סוג Ia מושלם לבדיקת מרחקים בהיקף הקוסמולוגי, מכיוון שפיצוצים מהממים הללו מתרחשים רק כאשר כוכבי גמד לבן גוברים על מסה קריטית מסוימת, שווה ערך ל -1.4 מסות שמש.
כתוצאה מכך, רוב הסופרנובות של ה- Ia מתפוצצות באותו גודל מהותי או מוחלט. לפיכך הם מספקים סוג ייחודי של "נר רגיל", שבאמצעותו ניתן להבין כל סופר-נובה מסוג Ia הנחשבת פי מאה יותר חלשה מזו אחרת. בפועל, מתייחסים להבדלים דקים בין סופרנובות מסוג Ia בפועל, העומדות על כעשרה אחוזים בממוצע בהשפעתן נטו על אומדני המרחק. מבחינה טכנית, אפוא, סופרנובה מסוג IA מספקות "נרות סטנדרטיים".
מובנות היטב supernovae מסוג רגיל. בתוך ימים ספורים בלבד מהגילוי, הצליח רוברט קווימבי ממכון Kavli לפיזיקה ומתמטיקה של היקום באוניברסיטת טוקיו לחזות את עוצמת השיא לכאורה של m_V = 10.5 וזמן בהירות השיא של ה -2 בפברואר עבור SN 2014J, יותר משבוע לפני התרחשותם. כפי שמוצגות כעת התצפיות, כפי שסיכום עקומת האור הזמינה בזכות האיגוד האמריקני של משקפי הכוכבים המשתנים, התחזית של קווימבי, המבוססת על עקומות האור של סופרנובה מסוג Ia מסוג דומה, הייתה במקום (ראה איור 1, להלן).
בעוד SN 2014J הוא סופרנובה מסוג נורמלי, למשל, עקומת האור שלו מגלה שהוא מאוד מאודם, כמו במעומעם ומעומעם על ידי כמויות גדולות של אבק שנמצאות ומתערבות בגלקסיה המארחת. כמות האודם מסומנת על ידי ההבדל בין העוצמה הכחולה והוויזואלית. ידוע כהכחדה, נמדד כ- E = (B-V), עבור SN 2014J ההכחדה מסתכמת ב ~ 1.3 מגה. זאת בהשוואה לסופרנובה ה- Ia הסופית הבאה הקרובה ביותר, SN 2011fe בגלקסיה מסייר 101, בגובה 23 מיליון שנות אור (7.0 מגה-פרק). עקומת האור מציגה כי SN 2011fe הוארך מעט מאוד בהשוואה, כלומר- גם הספקטרום וגם הצבע תקינים.
תאריך האור הראשון של פיצוץ SN 2014J נקבע להיות 14 בינואר 14.72, בערך שבוע לפני הגילוי ב -21 בינואר. כך דווח באחד משני מאמרים לפחות שפורסמו באופן מקוון בנושא SN 2014J, זה מאת WeiKang Zheng et אל., ואשר הוגש כבר למכתבי כתב העת Astrophysical (ראה הדפס אלקטרוני כאן). SN 2014J הוא אחד מארבע סופרנובות מסוג Ia בלבד, עם תצפיות כבר יום אחד לאחר האור הראשון, האחרים כולל SN 2011fe שהוזכרו, ו- SN 2009ig בגלקסיה NGC 1015 ב -130 מיליון שנות אור (41 מגה-פרק), ו- SN 2013dy ב- NGC 7250 של הגלקסיה ב 46 מיליון שנות אור (14 מגה-פרק).
מוקדם יותר צוטטו שני יריבים לסופרנובות מסוג Ia הקרוב ביותר, SN 1972E בגלקסיה NGC 5253 ו- SN 1986G ב- NGC 5128, גלקסיית Centaurus A. עם זאת, לא נטען כי גם הם רלוונטיים ישירות לסולם המרחק הנוכחי של אפס נקודה מכיוון שלאף אחד מהם אין תצפיות מודרניות, שלמות, רב-פסיות ורבות-תקופות, כולל תצפיות טרום-מקסימאליות, המהוות חשיבות להגדרת supernovae של סוג נקודת האפס, ונתונים שנאסף כעת ל- SN 2014J. לדוגמא, SN 2002fk בגלקסיה NGC 1309 במאה מיליון שנות אור (31 מגה-פרק) הוא אחד משמונה סופרנובות Ia מהסוג היחיד המועסקות ככיול נקודת אפס, בגלל הנתונים המלאים של עקומת האור, רב-עידן-רב-פס, כפי שהועסקו למשל על ידי Riess et al. (ראה: 2011ApJ ... 730..119R).
במונחים של סופרנובה מהסוג האחרון של ה- Ia היה קרוב יחסית יחסית, ניתן להעריך את המרחקים לגלקסיות המעורבות בהתבסס על ניתוח כל הערכות המרחק העצמאיות העומדות על הסף האדום שפורסמו עבור גלקסיות מאז 1980, כלומר בעידן המודרני באמצעות CCDs ו- כולל תצפיות מבוססות על טלסקופ החלל האבל של נאס"א. אומדני מרחק גלקסיים כאלה מוצגים במאגר המידע של נאס"א / IPAC Extragalactic למרחקי הגלקסיה (NED-D).
גלקסי מסייר 82, המארח של SN 2014J, ממוקם על 12.0 מיליון שנות אור (3.6 מגה-פרק), המבוסס על הממוצע של שלושה סוגים של מחוון מרחק המעסיק 8 הערכות שונות. סטיית התקן בין מדדים אלה היא ~ 10%.
Galaxy NGC 5128, המארח של SN 1986G, ממוקם גם הוא על 12.0 מיליון שנות אור, מבוסס על 11 מדדים שונים המשתמשים 46 הערכות מרחק שונות, וגם עם סטיית תקן בין אינדיקטורים של ~ 10%. כך שבתוך דיוק האינדיקטורים, שתי הסופרנובות התרחשו באותו מרחק למעשה, ומאשר ש- SN 2014J הוא הקרוב ביותר מאז SN 1986G. Galaxy NGC 5253, המארח של SN 1972E, הוא למעשה הגלקסיה הקרובה ביותר, ב -11.0 מיליון שנות אור (3.4 מגה-פרק) הידוע כי אירחה סופרנובה מסוג Ia בעידן המודרני, המבוססת על 6 אינדיקטורים עם 48 הערכות.
התייחסות לעמעום שלו בגלל האבק ב- Messier 82 היא רק חלק אחד מכמה שמעורבים ביישום נתונים מ- SN 2014J כדי להעריך את המרחק. תצפיות עתידיות בעוצמתו היורדת יחשפו את עקומת האור השלמה שלה. זה יאפשר לבצע הערכות לגבי זמן הירידה שלו ושל גורמי מתיחת עקומת האור. ברגע שאלו עומדים לרשותם, בתוך מספר השבועות הקרובים עד כמה שבועות לכל היותר, SN 2014J יחל בשימוש כנקודת העוגן הסופר -ובה הקרובה ביותר של Ia.
אף על פי שנקבעה אבן דרך יותר מאבן רוזטה, SN 2014J תהיה השפעה של מורשת מתמשכת על יישומים עתידיים של תצפיות סופרנובה מסוג Ia בקוסמולוגיה. זה יהיה משמעותי במיוחד לשיפור השימוש בסופרנובה מסוג Ia כמדדי מרחק קוסמולוגיים. זה חשוב לפרויקטים מתמשכים, כולל פרויקט SHOES, תוכנית Carnegie Hubble ואחרים, שכולם מטרתם למדוד את קצב ההתרחבות של היקום או את קבוע האבל ברמת דיוק של יותר מאחוז במהלך העשור הבא. רמת דיוק זו נדרשת בכדי להבין לא רק את הגודל המדויק של היקום שלנו, אלא גם את משוואת המדינה המדויקת השולטת באנרגיה הכוללת של היקום שלנו, כולל האנרגיה האפלה שלו.
