Всего за три недели с момента его открытия 21 января 2014 года многое было известно о новой сверхновой SN 2014J в Мессье 82, галактике «Сигара». В дополнение к раннему подтверждению, основанному на его спектре, что это действительно сверхновая типа Ia, теперь она понимается как ближайший взрыв типа Ia в нашей галактике Млечный Путь с 1986 года.
Одна только его уникальная близость делает SN 2014J самой важной сверхновой, когда-либо наблюдаемой. Это повлияет на наше понимание как сверхновых типа Ia, так и Вселенной в целом, потому что размер, возраст и конечная судьба нашей Вселенной тесно связаны с наблюдениями сверхновых типа Ia, а также с той точностью, с которой они могут применять для оценки расстояний универсального масштаба в решающей степени зависит от ближайших примеров. SN 2014J очень вероятно, останется ближайшим узловым пунктом в типа Ia сверхновых на основе шкалы расстояний на десятилетия вперед.
«Будучи ближайшей сверхновой в этом роде, SN 2014J поможет нам лучше откалибровать расширение Вселенной», - сказал Адам Рисс, один из лидеров проекта «Сверхновая H0 для уравнения государства» (SHOES) и один из победителей проекта. Нобелевская премия 2011 года по физике.
Наблюдения за сверхновыми типа Ia привели к открытию, что наша Вселенная состоит в основном из темной энергии и что скорость ее расширения, по-видимому, ускоряется. Это открытие заработало Нобелевскую премию по физике 2011 года для Рисса, Сола Перлмуттера и Брайана Шмидта.
Более точное измерение точного темпа расширения нашей Вселенной стало Святым Граалем космологии с момента открытия Хабблом расширения в 1929 году. Тип Ia идеально подходит для исследования расстояний в космологических масштабах, потому что эти звездные взрывы происходят только тогда, когда звезды белого карлика превышают определенную критическую массу, эквивалентно 1,4 солнечных масс.
В результате большинство сверхновых типа Ia взрываются примерно с той же внутренней или абсолютной величиной. Следовательно, они обеспечивают уникальный вид «стандартной свечи», при котором любая сверхновая типа Ia, наблюдаемая в сто раз слабее, чем другая, может пониматься ровно в десять раз дальше, чем другая. На практике учитываются незначительные различия между фактическими сверхновыми типа Ia, которые в среднем составляют около десяти процентов в их чистом влиянии на оценки расстояний. Технически, следовательно, сверхновые типа Ia предоставляют «стандартизируемые свечи».
Сверхновые типа Ia хорошо понятны. Всего за несколько дней после открытия Роберт Квимби из Физико-математического института Вселенной при Университете Токио в Кавли смог предсказать пиковую видимую величину m_V = 10,5 и время максимальной яркости 2 февраля для SN 2014J, более чем за неделю до их появления. Как показывают имеющиеся в настоящее время наблюдения, как показано на кривой блеска, полученной благодаря Американской ассоциации наблюдателей переменных звезд, предсказание Куимби, основанное на кривых блеска другой подобной сверхновой Ia, было точным (см. Рисунок 1 ниже).
В то время как SN 2014J является сверхновой типа Ia нормального типа, ее кривая блеска показывает, что она сильно покраснела, поскольку она затемнена и затенена большим количеством пыли, присутствующей и вмешивающейся в ее галактику. Степень покраснения определяется разницей между синей и визуальной величинами. Известный как вымирание, измеренное как E = (B-V), для SN 2014J вымирание составляет ~ 1,3 мег. Это сравнимо со следующей ближайшей недавней сверхновой типа Ia, SN 2011fe в галактике Мессье 101, на 23 миллионах световых лет (7,0 мегапарсек). Это кривая блеска показывает, что SN 2011fe покраснел очень мало по сравнению, то есть и спектр, и цвет нормальные.
Дата первого освещения взрыва SN 2014J теперь установлена на 14.72 UT, примерно за неделю до открытия 21 января. Об этом сообщается в одной из по крайней мере двух уже опубликованных в сети статей о SN 2014J, опубликованных WeiKang Zheng et al. al., и который уже был представлен в Astrophysical Journal Letters (см. электронную печать здесь). SN 2014J является одной из четырех сверхновых типа Ia с наблюдениями уже на следующий день после первого света, другие, включая SN 2011fe, упоминались, и SN 2009ig в галактике NGC 1015 на 130 миллионов световых лет (41 Мегапарсек), и SN 2013dy в галактика NGC 7250 на 46 миллионов световых лет (14 мегапарсек).
Два конкурента для ближайших недавних сверхновых типа Ia, SN 1972E в галактике NGC 5253 и SN 1986G в NGC 5128, галактике Центавр А, были упомянуты ранее. Однако ни один из них, как утверждается, не имеет прямого отношения к текущей нулевой точке шкалы расстояний, поскольку ни у одного из них нет современных, полных, многополосных и многоэпоховых наблюдений, включая наблюдения до максимума, которые являются наиболее важными для определения сверхновых типа Ia нулевой точки, и данных который сейчас собирается на SN 2014J. Например, SN 2002fk в галактике NGC 1309 на расстоянии 100 миллионов световых лет (31 Мегапарсек) является одной из восьми сверхновых типа Ia, используемых в качестве калибраторов нулевой точки, из-за их полных многополюсных многополосных данных кривой блеска, как используется, например, Riess et al. (см .: 2011ApJ… 730..119R).
С точки зрения того, что недавняя сверхновая типа Ia была относительно ближайшей, расстояния до участвующих галактик могут быть оценены на основе анализа, по существу, всех независимых от красного смещения оценок расстояния, которые были опубликованы для галактик с 1980 года, то есть в современную эпоху с использованием ПЗС и в том числе наблюдения на основе космического телескопа им. Хаббла. Такие оценки расстояний до галактик сведены в таблицу внегалактической базы данных расстояний между галактиками (NED-D) НАСА / IPAC.
Galaxy Messier 82, хост SN 2014J, расположен на расстоянии 12,0 миллионов световых лет (3,6 мегапарсека), основываясь на среднем значении индикатора расстояния трех типов с использованием 8 различных оценок. Стандартное отклонение среди этих показателей составляет ~ 10%.
Galaxy NGC 5128, хост SN 1986G, также расположен на расстоянии 12,0 миллионов световых лет, основываясь на 11 различных индикаторах, использующих 46 различных оценок расстояния, а также со стандартным отклонением среди индикаторов ~ 10%. Таким образом, с точностью до индикаторов обе сверхновые произошли по существу на одном и том же расстоянии, подтверждая, что SN 2014J является ближайшим с SN 1986G. Галактика NGC 5253, являющаяся хозяином SN 1972E, на самом деле является ближайшей галактикой с 11,0 миллионами световых лет (3,4 мегапарсека), которая, как известно, в современную эпоху приняла сверхновую типа Ia, основанную на 6 показателях с 48 оценками.
Учет его затемнения из-за пыли в Мессье 82 является лишь одной из нескольких частей, участвующих в применении данных из SN 2014J для оценки его расстояния. Будущие наблюдения за его уменьшающейся величиной покажут его полную кривую блеска. Это позволит оценить его время спада и факторы растяжения кривой блеска. Как только они появятся, в течение ближайших нескольких недель, самое большее, SN 2014J начнет использовать в качестве ближайшей точки привязки сверхновой типа Ia.
SN 2014J, более важная веха, чем камень Розетты, тем не менее, окажет долгосрочное влияние на будущие применения наблюдений сверхновых типа Ia в космологии. Это будет особенно важно для расширения использования сверхновой типа Ia в качестве индикаторов космологического расстояния. Это важно для текущих проектов, включая проект SHOES, программу Карнеги-Хаббла и другие, и все они нацелены на измерение скорости расширения Вселенной или постоянной Хаббла с точностью до одного процента в течение следующего десятилетия. Такой уровень точности необходим для того, чтобы понять не только точный размер и возраст нашей Вселенной, но и точное уравнение состояния, управляющее полной энергией нашей Вселенной, включая ее темную энергию.
