Како ће Супернова 2014Ј помоћи у одређивању екстрагалактичке скале удаљености и козмологије утицаја

Pin
Send
Share
Send

У само три недеље од његовог открића 21. јануара 2014., много се сазнало о новој супернови СН 2014Ј у Мессиер-у 82, галаксији "Цигар". Поред ране потврде засноване на његовом спектру да је заиста супернова типа Иа, сада се подразумева да је најближа експлозији типа Иа нашој галаксији Млечни пут од 1986. године.

Сама јединствена близина чини СН 2014Ј једном од најважнијих супернова које је икада уочено. То ће утицати на наше разумевање и врсте Иа класе супернова и Универзума у ​​целини, јер су величина, старост и коначна судбина нашег Универзума интимно повезани са опажањима суперновее типа Иа и прецизношћу којом они могу примијенити за процјену растојања у универзалној скали пресудно овиси о најближим примјерима. СН 2014Ј је вероватно да ће остати деценија најближе сидриште на скали за растојање заснованом на суперновама Иа.

„Будући да је најближа супернова ове врсте, СН 2014Ј ће нам помоћи да боље калибрирамо ширење Универзума“, рекао је Адам Риесс, ко-лидер пројекта Супернова Х0 за једначину државе (СХОЕС) и ко-победник 2011. Нобелова награда за физику.

Посматрања супернова типа Иа довела су до открића да је наш Универзум изграђен углавном од тамне енергије и да се његова експанзија очигледно убрзава. То откриће заслужило је Нобелову награду за физику за Риесс за 2011, Саул Перлмуттер и Бриан Сцхмидт.

Све тачније мерење тачне стопе ширења нашег Универзума био је свети грал космологије од Хубблеовог открића ширења 1929. године. Тип Иа је савршен за испитивање растојања космолошких размера, јер се ове звездасте експлозије дешавају само када беле патуљасте звезде премаше одређену критичну масу, еквивалентно 1,4 соларне масе.

Као резултат тога, већина супернове типа Иа експлодира са приближно истом својственом или апсолутном величином. Стога пружају јединствену врсту „стандардне свеће“, помоћу које се може сматрати да је било која супернова типа И, сто пута ближа од друге, тачно десет пута већа од друге. У пракси се рачунају суптилне разлике између стварних суперновае типа Иа, које у просеку износе око десет процената у њиховом нето ефекту на процене растојања. Технички, дакле, супернова типа Иа пружа „стандардизиране свеће“.

Нормални супернове типа Иа се добро разумеју. За само неколико дана од свог открића, Роберт Куимби са Кавли института за физику и математику универзума на Универзитету у Токију успео је да предвиди максимум привидне магнитуде м_В = 10,5 и време вршне светлости 2. фебруара за СН 2014Ј, више од недељу дана пре њихове појаве. Као што сада показују запажања, сажета у распону светлосне кривуље захваљујући Америчком удружењу посматрача променљивих звезда, Куимбијево предвиђање засновано на светлосним кривуљама сличне Иа супернове, било је тачно (видети слику 1, доле).

Иако је СН 2014Ј нормална Иа супернова типа, његова светлосна кривуља открива да је врло поцрвенела, као што је затамњена и затамњена великим количинама прашине која је присутна у њеној галаксији. Количина црвенила означава се разликом између плаве и визуелне величине. Познато као изумирање, мерено као Е = (Б-В), за СН 2014Ј изумирање износи ~ 1,3 маг. То је у поређењу са наредном најближом недавном супернова типа Иа, СН 2011фе у галаксији Мессиер 101, са 23 милиона светлосних година (7,0 Мегапарсека). То је светлосна крива показује да је СН 2011фе покрађен врло мало у поређењу, тј. - и спектар и боја су нормални.

Датум првог светла експлозије СН 2014Ј сада је утврђен да је 14. јануара 2012. године, отприлике недељу дана пре открића, 21. јануара. То је објављено у једном од најмање два рада који су већ објављени на мрежи у вези са СН 2014Ј, онај који је написао ВеиКанг Зхенг ет ал., а који су већ достављени у Писма астрофизичког часописа (погледајте е-принт овде). СН 2014Ј је једна од само четири врсте Иа супернове са опажањима већ један дан након првог светла, а остали укључујући СН 2011фе и СН 2009иг у галаксији НГЦ 1015 на 130 милиона светлосних година (41 Мегапарсец) и СН 2013ди у галаксија НГЦ 7250 на 46 милиона светлосних година (14 мегапарсека).

Два ривала за најближе новије супернове типа Иа, СН 1972Е у галаксији НГЦ 5253 и СН 1986Г у НГЦ 5128, галаксији Центаур А, раније су наведена. Међутим, није наведено да се директно односи на нулу тачке тренутне скале удаљености, јер ни модерна, комплетна, вишепојасна и мулти-епохична опажања, укључујући и пред-максимална опажања, која су од највеће важности за дефинисање нулте тачке Иа супернова, и податке која се сада окупља за СН 2014Ј. На пример, СН 2002фк у галаксији НГЦ 1309 на 100 милиона светлосних година (31 Мегапарсец) је један од само осам супернова типа Иа који се користе као калибратори нулте тачке, због њихових комплетних, мулти-епохичних, вишепојасних података светлосне криве, као нпр. Риесс ет ал. (види: 2011АпЈ… 730..119Р).

На основу којих је недавна супернова типа Иа била релативно најближа, удаљености до укључених галаксија могу се проценити на основу анализе у основи свих процена растојања независних од померања које су објављене за галаксије од 1980. године, што значи у модерно доба помоћу ЦЦД-ова и укључујући запажања на основу НАСА-иног свемирског телескопа Хуббле. Такве процјене удаљености од галаксије табелиране су у НАСА / ИПАЦ Ектрагалактичкој бази података о удаљеностима од галаксије (НЕД-Д).

Галаки Мессиер 82, домаћин СН 2014Ј, смештен је на 12,0 милиона светлосних година (3,6 Мегапарсека), на основу просека три врсте показатеља растојања који користи 8 различитих процена. Стандардно одступање међу тим показатељима је ~ 10%.

Галаки НГЦ 5128, домаћин СН 1986Г, такође се налази на 12,0 милиона светлосних година, на основу 11 различитих показатеља који користе 46 различитих процена растојања, а такође са стандардним одступањем између показатеља од ~ 10%. Дакле, до прецизности показатеља, обе супернове су се догодиле на истој удаљености, потврђујући да је СН 2014Ј најближи од СН 1986Г. Галаки НГЦ 5253, домаћин СН 1972Е, је заправо најближа галаксија, са 11,0 милиона светлосних година (3,4 Мегапарсека) за које се зна да су у модерном добу угостили супернове типа Иа, засновано на 6 показатеља са 48 процена.

Рачунање на његово затамњивање због прашине у Мессиер-у 82 само је један део неколико укључених у примену података из СН 2014Ј за процену његове удаљености. Будућа запажања његове опадајуће величине откриће његову потпуну светлосну кривуљу. То ће омогућити процене времена пада и фактора растезања светлосне криве. Једном када их има у рукама, у наредних неколико до највише недеља, СН 2014Ј ће почети да се користи као најближа тачка сидрења Иа супернове типа Иа.

Више од прекретнице од камена на Росетти, СН 2014Ј ће ипак имати утицај трајног наслеђа на будуће примене опажања супернове типа Иа у космологији. Посебно ће бити значајно побољшати употребу супернове типа Иа као космолошких показатеља удаљености. То је важно за пројекте који су у току, укључујући пројекат СХОЕС, програм Царнегие Хуббле и други, чији су сви циљеви да се у наредној деценији мери тачност ширења или константе Хуббле-а свемира до тачности веће од један проценат. Тај ниво тачности је потребан да бисмо разумели не само тачну величину и старост нашег Универзума, већ и тачну Једнаковну државу која управља укупном енергијом нашег Универзума, укључујући његову тамну енергију.

Pin
Send
Share
Send