في غضون ثلاثة أسابيع فقط منذ اكتشافها في 21 يناير 2014 ، تم تعلم الكثير عن المستعر الأعظم الجديد 2014JJ في Messier 82 ، مجرة "السيجار". بالإضافة إلى التأكيد المبكر بناءً على طيفها أنه بالفعل نوع من المستعر الأعظم من النوع Ia ، يُفهم الآن أنه أقرب انفجار من النوع Ia لمجرة درب التبانة منذ عام 1986.
إن قربها الفريد من نوعه يجعل SN 2014J واحدة من أهم السوبرنوفا التي تمت ملاحظتها. سيؤثر ذلك على فهمنا لكل من فئة Ia من السوبرنوفا والكون ككل ، لأن حجم الكون وعمره ومصيره النهائي مرتبطان ارتباطًا وثيقًا بملاحظات السوبرنوفا من النوع Ia ، ولأن الدقة التي يمكنهم من خلالها يمكن تطبيقها لتقدير المسافات على نطاق عالمي يعتمد بشكل حاسم على أقرب الأمثلة. من المرجح جدًا أن تظل SN 2014J أقرب نقطة ربط في مقياس المسافة القائم على المستعرات الأعظمية من النوع Ia لعقود قادمة.
قال آدم ريس ، القائد المشارك لمشروع Supernova H0 من أجل معادلة الدولة (SHOES) ، والفائز المشترك في مسابقة "المستعر الأعظم من هذا النوع ، سيساعدنا SN 2014J على تحسين معايرة توسع الكون". 2011 جائزة نوبل في الفيزياء.
أدت ملاحظات من المستعرات الأعظمية من النوع Ia إلى اكتشاف أن كوننا يتكون في الغالب من الطاقة المظلمة ، وأن معدل توسعه يتسارع على ما يبدو. حصل هذا الاكتشاف على جائزة نوبل في الفيزياء لعام 2011 لصالح Riess و Saul Perlmutter و Brian Schmidt.
إن قياس معدل التمدد الدقيق لكوننا بدقة أكبر هو الكأس المقدسة لعلم الكونيات منذ اكتشاف هابل للتوسع في عام 1929. النوع Ia مثالي لسبر مسافات النطاق الكوني ، لأن هذه الانفجارات النجمية تحدث فقط عندما تتجاوز النجوم القزمة البيضاء كتلة حرجة معينة ، ما يعادل 1.4 كتلة شمسية.
ونتيجة لذلك ، تنفجر معظم السوبرنوفا من النوع Ia بنفس المقدار الداخلي أو المطلق تقريبًا. وبالتالي ، فإنها توفر نوعًا فريدًا من "الشمعة القياسية" ، والتي يمكن من خلالها فهم أي نوع من المستعرات الأعظمية Ia أن تكون أكثر خفوتًا مائة مرة من الأخرى على أنها أبعد بعشر مرات من الأخرى. من الناحية العملية ، يتم احتساب الفروق الدقيقة بين المستعرات الأعظمية من النوع Ia الفعلي ، والتي تصل إلى حوالي عشرة بالمائة في المتوسط في تأثيرها الصافي على تقديرات المسافة. لذلك ، من الناحية الفنية ، يوفر النوع Ia supernova "شموع قياسية".
يُفهم المستعر الأعظم من النوع Ia بشكل جيد. في غضون أيام قليلة من اكتشافه ، تمكن روبرت كويمبي من معهد كافلي للفيزياء والرياضيات في الكون في جامعة طوكيو من توقع ذروة الحجم الظاهر m_V = 10.5 ووقت ذروة السطوع في 2 فبراير لـ SN 2014J ، أكثر من أسبوع قبل حدوثها. كما تظهر الملاحظات المتاحة الآن ، كما تم تلخيصها في منحنى الضوء المتاح بفضل الجمعية الأمريكية لمراقبي النجوم المتغيرة ، فإن توقع Quimby استنادًا إلى منحنيات الضوء من نوع آخر متفوق من النوع Ia ، كان على الفور (انظر الشكل 1 أدناه).
في حين أن SN 2014J هو نوع سوبرنوفا عادي من النوع Ia ، فإن منحنى الضوء يكشف أنه محمر للغاية ، كما هو الحال في تعتيمه وتحجبه كميات كبيرة من الغبار الموجود والتدخل في مجرة المضيف. يشار إلى مقدار الاحمرار بالفرق بين المقادير الزرقاء والبصرية. يُعرف الانقراض ، المُقاس على أنه E = (B-V) ، بالنسبة لـ SN 2014J ، يبلغ الانقراض ~ 1.3 mag. ويقارن هذا بأقرب نوع أحدث من المستعر الأعظم Ia ، SN 2011fe في المجرة Messier 101 ، عند 23 مليون سنة ضوئية (7.0 ميجابارسكس). يظهر منحنى الضوء أن SN 2011fe تم إحراقه قليلاً جدًا بالمقارنة ، أي أن الطيف واللون طبيعيان.
تم تحديد تاريخ أول ضوء للانفجار SN 2014J ليكون 14.72 UT ، قبل أسبوع واحد من اكتشافه في 21 يناير. تم الإبلاغ عن ذلك في واحدة من ورقتين على الأقل تم نشرهما بالفعل عبر الإنترنت بشأن SN 2014J ، واحد بواسطة WeiKang Zheng et al. ، والتي تم إرسالها بالفعل إلى رسائل مجلة Astrophysical Journal (انظر الطباعة الإلكترونية هنا). SN 2014J هي واحدة من أربعة مستعرات فائقة من النوع Ia مع ملاحظات في وقت مبكر بعد يوم واحد من أول ضوء ، والأخرى بما في ذلك SN 2011fe المذكورة ، و SN 2009ig في المجرة NGC 1015 بسرعة 130 مليون سنة ضوئية (41 ميجابارس) ، و SN 2013 دي في المجرة NGC 7250 بسرعة 46 مليون سنة ضوئية (14 ميجابارس).
تم الاستشهاد مبكرًا بمنافسين لأقرب مستعر أعظم من النوع Ia ، SN 1972E في المجرة NGC 5253 و SN 1986G في NGC 5128 ، مجرة Centaurus A. ومع ذلك ، لا يمكن القول بأنها ذات صلة مباشرة بنقطة الصفر الحالية لمقياس المسافة لأنه لا توجد ملاحظات حديثة وكاملة ومتعددة النطاقات ومتعددة المراحل بما في ذلك الملاحظات قبل الحد الأقصى ، والتي تعتبر أساسية لتحديد نقطة الصفر من النوع Ia supernovae والبيانات التي يتم جمعها الآن لـ SN 2014J. على سبيل المثال ، SN 2002fk في المجرة NGC 1309 بسرعة 100 مليون سنة ضوئية (31 ميجابارس) هي واحدة من ثمانية أنواع من المستعرات الأعظمية من النوع Ia تستخدم كمعايرة نقطة الصفر ، بسبب بياناتها الكاملة ، متعددة المراحل ، منحنى الضوء متعدد النطاق ، كما يعمل على سبيل المثال من قبل Riess et al. (انظر: 2011ApJ… 730..119R).
من حيث أي نوع من المستعرات العظمى من النوع Ia الأخير كان أقرب نسبيًا ، يمكن تقدير المسافات إلى المجرات المعنية بناءً على تحليل جميع تقديرات المسافة المستقلة عن الانزياح الأحمر التي تم نشرها للمجرات منذ عام 1980 ، وهذا يعني في العصر الحديث باستخدام CCDs و بما في ذلك الملاحظات القائمة على تلسكوب هابل الفضائي التابع لناسا. يتم جدولة تقديرات مسافة المجرة هذه في قاعدة بيانات NASA / IPAC خارج المجرة لمسافات المجرات (NED-D).
يقع Galaxy Messier 82 ، مضيف SN 2014J ، في 12.0 مليون سنة ضوئية (3.6 ميغابارس) ، بناءً على متوسط ثلاثة أنواع من مؤشر المسافة الذي يستخدم 8 تقديرات مختلفة. الانحراف المعياري بين هذه المؤشرات هو ~ 10٪.
يقع Galaxy NGC 5128 ، مضيف SN 1986G ، في 12.0 مليون سنة ضوئية ، استنادًا إلى 11 مؤشرًا مختلفًا يستخدم 46 تقديرًا مختلفًا للمسافة ، وأيضًا مع انحراف معياري بين المؤشرات بنسبة 10 ٪ تقريبًا. لذلك ، ضمن دقة المؤشرات ، حدث كلا المستعر الأعظم على نفس المسافة بشكل أساسي ، مما يؤكد أن SN 2014J هي الأقرب منذ SN 1986G. Galaxy NGC 5253 ، مضيف SN 1972E ، هو في الواقع أقرب مجرة ، حيث يبلغ طوله 11.0 مليون سنة ضوئية (3.4 ميجاباكسيك) المعروف باستضافته لنوع Ia سوبرنوفا في العصر الحديث ، استنادًا إلى 6 مؤشرات مع 48 تقديرات.
يمثل التعتيم بسبب الغبار في Messier 82 جزءًا واحدًا فقط من عدة عناصر تشارك في تطبيق البيانات من SN 2014J لتقدير المسافة. ستكشف الملاحظات المستقبلية لحجمها المتناقص منحنى الضوء الكامل. وهذا سيمكن من إجراء تقديرات لوقت الهبوط وعوامل التمدد منحنى الضوء. بمجرد أن تصبح هذه في متناول اليد ، في غضون الأسابيع القليلة إلى الأسابيع القادمة على الأكثر ، سيبدأ SN 2014J استخدامه كأقرب نقطة ربط من نوع Ia supernova.
سيكون SN 2014J أكثر من معلم بارز من حجر Rosetta ، إلا أنه سيكون له تأثير الإرث الدائم على التطبيقات المستقبلية لنوع المستعر الأعظم من النوع Ia في علم الكونيات. سيكون من المهم بشكل خاص تعزيز استخدام النوع Ia supernova كمؤشرات المسافة الكونية. هذا مهم للمشاريع الجارية ، بما في ذلك مشروع SHOES ، وبرنامج Carnegie Hubble ، وغيرها ، والتي تهدف جميعها إلى قياس معدل تمدد الكون أو ثابت Hubble إلى دقة أفضل من واحد بالمائة خلال العقد المقبل. هذا المستوى من الدقة مطلوب من أجل فهم ليس فقط حجم الكون وعمره بالضبط ، ولكن أيضًا معادلة الدولة التي تحكم الطاقة الكلية لكوننا ، بما في ذلك طاقته المظلمة.
