Krypton Solid

La luz de esta supernova distante fue distorsionada y dividida de cuatro maneras por una galaxia que pasaba.

La muerte explosiva de una estrella es un evento increíble, pero no es raro que los astrónomos lo noten. Pero ahora, por primera vez, los científicos han observado la muerte de una estrella, conocida como supernova, de una manera sin precedentes: la luz de una explosión lejana fue distorsionada en su camino a la Tierra por una galaxia que lo impidió. Esta distorsión magnificó la luz de la supernova e incluso dividió la explosión en cuatro imágenes diferentes. Es un descubrimiento único que podría decirnos más sobre la estructura de nuestro Universo.

Lo que los astrónomos han observado se conoce como la «lente gravitacional» y fue predicho por Albert Einstein en su teoría de la relatividad general. La idea es que los objetos masivos curvan el espacio y el tiempo a su alrededor, y estas curvas en el espacio-tiempo pueden afectar la forma en que viaja la luz. La luz que pasa por un objeto particularmente masivo, por ejemplo, no seguirá una trayectoria recta, sino distorsionada. En el caso de esta supernova, su luz se encontró con una galaxia que actuaba como una lente óptica en la Tierra, concentrando la luz y dividiéndola en cuatro formas diferentes.

No es la primera vez que la luz de una supernova ha sido distorsionada por lentes gravitacionales. De hecho, también lo hacen los astrónomos Vi una estrella que explotaba dividida en cuatro formas diferentes. en 2014. Pero esa supernova fue diseñada por un grupo de galaxias. Éste, detallado hoy en la revista Ciencias, fue fotografiado por una sola galaxia, algo que nunca antes se había visto. Y esta es la primera vez que una supernova de este tipo, conocida como «vela estándar», se deforma de esta manera.

Todas estas características únicas hacen que el descubrimiento sea particularmente interesante para los astrónomos, ya que las cuatro imágenes de supernovas pueden usarse para aprender más sobre nuestro universo en expansión. Los expertos están de acuerdo en que el universo está creciendo, pero aún se debate qué tan rápido está sucediendo esto exactamente. Un estudio más detenido de esta supernova deformada podría proporcionar una respuesta más definitiva a la tasa de expansión. «Esta es una nueva herramienta que no creíamos tener», dice Ariel Goobar, cosmólogo de la Universidad de Estocolmo y autor principal del estudio. El borde.

El telescopio Palomar de 48 pulgadas
Scott Kardel / Observatorio Palomar

Las lentes gravitacionales se han utilizado antes para aprender más sobre el cosmos, por ejemplo, para comprender mejor la materia oscura. Se cree que este misterioso tipo de material representa aproximadamente el 27% de nuestro Universo, pero no se puede ver directamente. Entonces, la única forma de estudiar la materia oscura es observar cómo deforma el espacio-tiempo a su alrededor. «No estamos mirando la materia oscura en sí, estamos mirando los efectos de la materia oscura», dice Liliya Williams, experta en lentes gravitacionales de la Universidad de Minnesota que no participó en el estudio. El borde.

Sin embargo, para utilizar lentes gravitacionales para estudiar supernovas, las cosas deben alinearse correctamente. Goobar y su equipo se encontraron con este evento fortuito en septiembre de 2016, mientras buscaban explosiones de estrellas con el telescopio intermedio Palomar Transient Factory en California. Encontraron muchas supernovas en el cielo, pero cierta estrella llamó la atención de Goobar. Estudió la luz de la supernova un poco más de cerca y descubrió que esta estrella estaba mucho más lejos que cualquiera de las otras que habían visto. «Eso me hizo pensar inmediatamente que era algo especial», dice Goobar. «He estado buscando supernovas, pero nunca he buscado supernovas tan lejos».

Luego, el equipo se dio cuenta de que había una galaxia cerca de la supernova distante y que la galaxia estaba casi a medio camino entre la Tierra y la estrella en explosión. Luego hizo clic: la galaxia había aumentado la luz de la supernova, haciéndola 50 veces más brillante de lo normal y más fácil de observar en la Tierra. Cuando los astrónomos estudiaron el evento con otros instrumentos como el telescopio espacial Hubble, descubrieron que la supernova fue multiplicada por la galaxia en cuatro imágenes separadas. Esto se debe a que la galaxia tiene la forma de crear cuatro caminos diferentes en el espacio-tiempo que la luz puede tomar, dice Goobar.

Ampliar imágenes de la supernova.
Joel Johansson

El descubrimiento se hizo especialmente especial por el hecho de que esta estrella en explosión es una supernova de «vela estándar». Estas supernovas explotan de formas muy predecibles, con el mismo nivel de brillo. Sabiendo qué tan brillante habría sido esta estrella sin el efecto de la lente, Goobar y su equipo pudieron medir con mucha precisión cuánto magnificó la galaxia la luz de la supernova. A su vez, esto les da una buena idea de de qué está hecha la galaxia y cómo se distribuye su materia.

Además de esto, este tipo especial de supernova también permitirá a los astrónomos darse cuenta de la rapidez con la que se expande el universo. Los astrónomos pueden medir cuánto tarda la luz de cada una de las cuatro imágenes en llegar a la Tierra. Y la comparación de estos tiempos de llegada se puede utilizar para averiguar la tasa de expansión.

Curiosamente, esas medidas pueden no resolver por completo el debate sobre el crecimiento del Universo. Pero la buena noticia es que probablemente habrá más oportunidades de este tipo en el futuro. Este descubrimiento les dice a los astrónomos cómo buscar supernovas deformadas similares, dice Goobar. Y cuanto más encuentren, más cerca estaremos de comprender qué tan rápido crece el cosmos. «Es un gran avance en la metodología: sabemos cómo mirar más», dice. «Y con un poco de suerte y paciencia, podremos tener respuestas en los próximos años».

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