SN 2014J

SN 2014J fue una supernova de tipo Ia en Messier 82 (la "Galaxia del Cigarro", M82) descubierta a mediados de enero de 2014. ^{[ 3 ]} Fue la supernova de tipo Ia más cercana descubierta en 42 años, y ninguna supernova posterior se ha acercado más hasta 2023.La supernova fue descubierta por casualidad durante una sesión de enseñanza de pregrado en el Observatorio de la Universidad de Londres . Alcanzó su máximo el 31 de enero de 2014, llegando a una magnitud aparente de 10,5. ^{[ 4 ]} SN 2014J fue objeto de una intensa campaña de observación por parte de astrónomos profesionales y fue lo suficientemente brillante como para ser vista por astrónomos aficionados .

La supernova fue descubierta por el astrónomo Steve Fossey , del University College de Londres, y cuatro de sus estudiantes de pregrado: Ben Cooke, Guy Pollack, Matthew Wilde y Thomas Wright. Fossey estaba capacitando a los estudiantes en el uso de un pequeño telescopio de 0,35 metros (14 pulgadas) en el Observatorio de la Universidad de Londres , ubicado en Mill Hill , un suburbio al norte de Londres . ^{[ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]} 

El descubrimiento fue fortuito, ya que Fossey no buscaba supernovas, no tenía previsto observar M82 y solo quería aprovechar un breve claro en la nubosidad de Londres. Más tarde comentó: «El tiempo empeoraba, con un aumento de las nubes, así que, en lugar de la clase práctica de astronomía prevista, les di a los alumnos una demostración introductoria sobre cómo usar la cámara CCD en uno de los telescopios automatizados de 0,35 metros del observatorio». ^{[ 6 ]}

A las 19:20 GMT del 21 de enero de 2014, Fossey y sus estudiantes observaron una nueva estrella brillante en sus imágenes de la galaxia Messier 82 , también conocida como la Galaxia del Cigarro. ^{[ 6 ]} Tras comparar su imagen con imágenes de archivo de la misma galaxia, utilizaron observaciones con un segundo telescopio para eliminar la posibilidad de un artefacto instrumental. ^{[ 7 ]} Su descubrimiento fue comunicado a la Oficina Central de Telegramas Astronómicos de la Unión Astronómica Internacional , que confirmó que fueron los primeros en detectar la supernova y le asignó el nombre SN 2014J como la décima supernova descubierta en 2014. ^{[ 6 ]} Fossey y los cuatro estudiantes fueron acreditados como descubridores conjuntos. ^{[ 8 ]}

Se utilizaron observaciones de seguimiento con óptica adaptativa con el telescopio Keck de 10 metros (390 pulgadas) en el Observatorio de Mauna Kea , Hawái , para determinar con precisión la ubicación de la nueva supernova. ^{[ 1 ]} El primer espectro óptico se obtuvo utilizando el telescopio ARC de 3,5 metros (140 pulgadas) en Nuevo México , que mostró que la supernova era de tipo Ia . ^{[ 10 ]} Se encontraron imágenes de recuperación previas al descubrimiento que mostraban la supernova ya el 15 de enero, seis días antes del descubrimiento. ^{[ 11 ]}  

Los primeros indicios apuntaban a que la supernova había sido descubierta aproximadamente 14 días antes de su máximo brillo, por lo que se volvería más brillante durante las dos semanas siguientes. ^{[ 10 ]} Se predijo que sería lo suficientemente brillante como para ser visible con binoculares en todo el hemisferio norte. ^{[ 5 ]} La supernova continuó aumentando su brillo hasta el 31 de enero, cuando alcanzó su máximo con una magnitud aparente de 10,5. ^{[ 4 ]}

SN 2014J era un objetivo popular para los astrónomos aficionados porque estaba ubicado cerca del asterismo de La Osa Mayor y era visible durante toda la noche para la mayoría de los observadores del hemisferio norte. ^{[ 12 ] [ 13 ]}

Su brillo inusual y su relativa cercanía llevaron a que SN 2014J se convirtiera en objeto de intensas observaciones de seguimiento por parte de astrónomos de todo el mundo, ^{[ 7 ]} incluso con el Telescopio Espacial Hubble . ^{[ 14 ]} Más de 435 artículos científicos han tratado sobre la supernova. ^{[ 15 ] [ 16 ]}

Las supernovas de tipo Ia son especialmente importantes como candelas estándar en cosmología física , y la relativa cercanía de SN2014J permitió a los astrónomos estudiar la explosión con mucho más detalle del que es posible para la mayoría de los objetos de este tipo. ^{[ 7 ]}

SN2014J fue observada por el Laboratorio Internacional de Astrofísica de Rayos Gamma (INTEGRAL), que detectó las líneas espectrales de rayos gamma características de la cadena de desintegración radiactiva ⁵⁶ Ni→ ⁵⁶ Co→ ⁵⁶ Fe. ^{[ 18 ]} Esta fue la primera vez que se detectaron estas líneas en una supernova de tipo Ia, lo que respalda el modelo estándar de que esta clase de supernova produce grandes cantidades de ⁵⁶ Ni mediante nucleosíntesis . ^{[ 19 ]}

Las observaciones de las bandas interestelares difusas en el espectro de la supernova indicaron que se encontraba detrás de una cantidad significativa de medio interestelar en M82. Por lo tanto, la supernova sufrió extinción interestelar , con un enrojecimiento de al menos una magnitud . ^{[ 20 ]} El grado de extinción de la luz debido al bloqueo de polvo de M82 sobre SN 2014J reduce su valor como prototipo observacional para supernovas de tipo Ia, pero la convierte en una poderosa sonda del medio interestelar de M82. ^{[ 21 ]}

Los investigadores utilizaron imágenes de archivo del Telescopio Espacial Hubble para estudiar el entorno de SN 2014J antes de la supernova, con la esperanza de identificar el sistema progenitor, ^{[ 22 ]} pero no encontraron ninguna estrella progenitora identificable . ^{[ 23 ]} Esto no es inesperado, porque se cree que los progenitores de las supernovas de tipo Ia son enanas blancas en sistemas binarios , ^{[ 24 ]} y la observación de SN 2014J proporcionó una confirmación empírica de esto. ^{[ 25 ]} La enana blanca es demasiado débil para detectarla a la distancia de M82, pero su compañera habría sido detectable si hubiera sido una estrella gigante evolucionada brillante . Sin embargo, seguirá siendo demasiado débil si es una segunda enana blanca (la trayectoria de supernova doble degenerada de tipo Ia), una estrella de secuencia principal inferior , o incluso una estrella gigante en la parte más débil de la secuencia gigante.

A una distancia de 11,5 ± 0,8 millones de años luz (3,5 ± 0,3 megaparsecs ), ^{[ 26 ]} SN 2014J fue una de las supernovas más cercanas vistas en décadas. Fue la supernova de tipo Ia más cercana desde SN 1972E , ^{[ 12 ]} y la supernova de cualquier tipo más cercana desde 2004. Algunas fuentes afirmaron inicialmente que SN 2014J era la supernova de cualquier tipo más cercana desde SN 1987A , ^{[ 5 ]} pero esta afirmación es errónea. ^{[ 12 ]} La última supernova que estuvo inequívocamente más cerca de la Tierra que SN 2014J fue SN 2004dj , una supernova de tipo II-P en la galaxia NGC 2403 , a 8 millones de años luz de la Tierra. SN 1993J fue una supernova de tipo IIb a casi la misma distancia que SN 2014J, porque estaba ubicada en Messier 81 , que junto con Messier 82 y NGC 3077 forma el núcleo del grupo de galaxias M81 . ^{[ 6 ]}

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