Hanya dalam tiga minggu sejak penemuannya pada 21 Januari 2014, banyak yang telah dipelajari tentang supernova SN 2014J baru di Messier 82, galaksi "Cerutu". Selain konfirmasi awal berdasarkan spektrumnya bahwa itu memang merupakan supernova tipe Ia, sekarang dipahami sebagai ledakan terdekat Ia dengan galaksi Bima Sakti kita sejak tahun 1986.
Kedekatannya yang unik menjadikan SN 2014J salah satu supernova paling penting yang pernah diamati. Ini akan memengaruhi pemahaman kita tentang kelas supernova tipe Ia dan alam semesta secara keseluruhan, karena ukuran, usia, dan nasib akhir Alam Semesta kita terkait erat dengan pengamatan supernova tipe Ia, dan karena presisi yang dapat mereka gunakan. diterapkan untuk memperkirakan jarak skala Universal sangat tergantung pada contoh terdekat. SN 2014J sangat mungkin untuk tetap menjadi anchor-point terdekat dalam skala jarak berbasis supernova tipe Ia untuk beberapa dekade mendatang.
"Menjadi supernova terdekat dari jenis ini, SN 2014J akan membantu kita untuk lebih baik mengkalibrasi ekspansi Semesta," kata Adam Riess, co-leader dari Supernova H0 untuk proyek Equation of State (SHOES), dan co-pemenang dari Hadiah Nobel Fisika 2011.
Pengamatan supernova tipe Ia menyebabkan penemuan bahwa Semesta kita sebagian besar terbuat dari energi gelap, dan bahwa laju ekspansi nampaknya semakin cepat. Penemuan itu menghasilkan Hadiah Nobel Fisika 2011 untuk Riess, Saul Perlmutter, dan Brian Schmidt.
Mengukur semakin akurat laju ekspansi tepat Alam Semesta kita telah menjadi Cawan Suci kosmologi sejak penemuan ekspansi Hubble pada 1929. Tipe Ia sempurna untuk menyelidiki jarak skala kosmologis, karena ledakan bintang ini terjadi hanya ketika bintang katai putih melebihi massa kritis tertentu, setara dengan 1,4 massa matahari.
Akibatnya, kebanyakan supernova tipe Ia meledak dengan ukuran intrinsik atau absolut yang kira-kira sama. Oleh karena itu mereka menyediakan jenis unik "lilin standar," dimana jenis apa pun yang diamati supernova Ia seratus kali lebih redup daripada yang lain dapat dipahami persis sepuluh kali lebih jauh dari yang lain. Dalam praktiknya, perbedaan halus antara supernova tipe Ia sebenarnya, yang rata-rata berjumlah sekitar sepuluh persen dalam pengaruh bersihnya terhadap estimasi jarak, diperhitungkan. Secara teknis, oleh karena itu, tipe Ia supernova memberikan "lilin yang dapat dibakukan."
Supernova tipe Ia Ia dipahami dengan baik. Dalam beberapa hari setelah penemuannya, Robert Quimby dari Institut Kavli untuk Fisika dan Matematika Alam Semesta di Universitas Tokyo dapat memprediksi besarnya puncak m_V = 10.5 dan waktu kecerahan puncak 2 Februari untuk SN 2014J, lebih dari seminggu sebelum kejadiannya. Seperti pengamatan sekarang tersedia menunjukkan, seperti yang dirangkum dalam kurva cahaya yang tersedia berkat American Association of Variable Star Observers, prediksi Quimby berdasarkan kurva cahaya dari supernova tipe Ia Ia yang serupa, sangat tepat (lihat Gambar 1, di bawah).
Sementara SN 2014J adalah supernova tipe Ia normal, kurva cahaya menunjukkan sangat merah, seperti dalam redup dan dikaburkan oleh sejumlah besar debu yang hadir dan mengintervensi galaksi inangnya. Jumlah kemerahan ditunjukkan oleh perbedaan antara besaran biru dan visual. Dikenal sebagai kepunahan, diukur sebagai E = (B-V), untuk SN 2014J jumlah kepunahan menjadi ~ 1,3 mag. Itu dibandingkan dengan supernova tipe Ia terdekat berikutnya, SN 2011fe di galaksi Messier 101, pada 23 juta tahun cahaya (7,0 Megaparsec). Ini kurva cahaya menunjukkan SN 2011fe memerah sangat sedikit dibandingkan, yaitu - baik spektrum dan warna normal.
Tanggal cahaya pertama SN 2014J ledakan sekarang telah ditetapkan menjadi 14,72 Januari UT, sekitar satu minggu sebelum penemuan 21 Januari. Itu dilaporkan dalam salah satu dari setidaknya dua makalah yang sudah diterbitkan online tentang SN 2014J, yang oleh WeiKang Zheng et al., dan yang sudah diserahkan ke Astrophysical Journal Letters (lihat e-print di sini). SN 2014J adalah salah satu dari hanya empat jenis Ia supernova dengan pengamatan sedini satu hari setelah cahaya pertama, yang lain termasuk SN 2011fe disebutkan, dan SN 2009ig di galaksi NGC 1015 pada 130 juta tahun cahaya (41 Megaparsecs), dan SN 2013dy in galaksi NGC 7250 pada 46 juta tahun cahaya (14 Megaparsec).
Dua saingan untuk supernova tipe Ia terdekat terbaru, SN 1972E di galaksi NGC 5253 dan SN 1986G di NGC 5128, galaksi Centaurus A, dikutip lebih awal. Namun, tidak ada yang berpendapat secara langsung relevan dengan skala jarak saat ini titik nol karena tidak ada yang modern, lengkap, multi-band dan pengamatan multi-zaman termasuk pengamatan pra-maksimum, yang klasik untuk menentukan titik nol jenis supernovae Ia, dan data yang sekarang sedang dikumpulkan untuk SN 2014J. Sebagai contoh, SN 2002fk di galaksi NGC 1309 pada 100 juta tahun cahaya (31 Megaparsec) adalah salah satu dari hanya delapan jenis Ia supernova yang digunakan sebagai kalibrator titik nol, karena data kurva kurva cahaya lengkap, multi-epoch, multi-band, seperti yang digunakan misalnya oleh Riess et al. (lihat: 2011ApJ… 730..119R).
Dalam hal supernova tipe Ia yang saat ini relatif terdekat, jarak ke galaksi-galaksi yang terlibat dapat diperkirakan berdasarkan analisis pada dasarnya semua perkiraan jarak redshift-independent yang telah dipublikasikan untuk galaksi sejak 1980, yang berarti di era modern menggunakan CCD dan termasuk pengamatan berdasarkan Teleskop Luar Angkasa Hubble NASA. Perkiraan jarak galaksi tersebut ditabulasikan dalam NASA / IPAC Extragalactic Database of galaxy Distances (NED-D).
Galaxy Messier 82, host SN 2014J, terletak di 12,0 juta tahun cahaya (3,6 Megaparsec), berdasarkan rata-rata tiga jenis indikator jarak menggunakan 8 perkiraan berbeda. Simpangan baku di antara indikator-indikator tersebut adalah ~ 10%.
Galaxy NGC 5128, host SN 1986G, juga terletak di 12,0 juta tahun cahaya, berdasarkan 11 indikator berbeda yang menggunakan 46 perkiraan jarak yang berbeda, dan juga dengan standar deviasi di antara indikator ~ 10%. Jadi, dalam ketepatan indikator, kedua supernova pada dasarnya berada pada jarak yang sama, mengkonfirmasi SN 2014J adalah yang terdekat sejak SN 1986G. Galaxy NGC 5253, tuan rumah SN 1972E, sebenarnya adalah galaksi terdekat, pada 11,0 juta tahun cahaya (3,4 Megaparsec) yang diketahui telah meng-host supernova tipe Ia di era modern, berdasarkan 6 indikator dengan 48 perkiraan.
Akuntansi peredupannya karena debu di Messier 82 hanyalah satu bagian dari beberapa yang terlibat dalam penerapan data dari SN 2014J untuk memperkirakan jaraknya. Pengamatan masa depan dari besarnya yang menurun akan mengungkapkan kurva cahaya lengkapnya. Itu akan memungkinkan perkiraan dibuat dari waktu penurunan dan faktor peregangan kurva cahaya. Setelah ini tersedia, dalam beberapa minggu ke depan paling banyak, SN 2014J akan mulai digunakan sebagai titik jangkar supernova tipe Ia terdekat.
Lebih dari tonggak sejarah daripada batu Rosetta, SN 2014J akan memiliki dampak warisan yang langgeng pada aplikasi masa depan pengamatan supernova tipe Ia dalam kosmologi. Ini akan sangat penting untuk meningkatkan penggunaan supernova tipe Ia sebagai indikator jarak kosmologis. Itu penting untuk proyek yang sedang berjalan, termasuk proyek SHOES, Program Hubble Carnegie, dan lainnya, yang semuanya bertujuan untuk mengukur laju ekspansi Semesta atau konstanta Hubble dengan akurasi yang lebih baik dari satu persen dalam dekade berikutnya. Tingkat keakuratan tersebut diperlukan untuk memahami tidak hanya ukuran dan usia Alam Semesta yang tepat, tetapi juga Persamaan-Negara yang mengatur total energi Alam Semesta kita, termasuk energi gelapnya.
