Supernova en una galaxia con lente detectada por JWST, y su luz reaparecerá en el futuro

Los cúmulos masivos de galaxias deforman el espacio-tiempo hasta tal punto que actúan como una lente. La luz de las galaxias aún más lejanas está distorsionada y magnificada, lo que brinda a los astrónomos la oportunidad de ver detalles más lejos de lo que normalmente es posible. El caso de la galaxia MRG-M0138 es particularmente interesante, ya que fue vista por el Hubble después de haber tenido una explosión de supernova, a la que llamaron Réquiem. Ahora se ha anunciado que JWST detectó una nueva supernova en noviembre de 2023: una noticia emocionante no solo para las observaciones de supernovas, sino porque puede ayudarnos a comprender la expansión del universo.

El cúmulo de galaxias frente a MRG-M0138 crea cinco imágenes distintas de la galaxia, lo que significa cinco vistas distintas de la supernova. La luz toma diferentes caminos, y en un camino tarda mucho más en llegar hasta nosotros; Se estima que esta imagen de la explosión no se nos aparecerá hasta la década de 2030.

“Cuando una supernova explota detrás de una lente gravitacional, su luz llega a la Tierra por varios caminos diferentes. Podemos comparar estos trayectos con varios trenes que salen de una estación al mismo tiempo, todos viajando a la misma velocidad y con destino al mismo lugar. Cada tren toma una ruta diferente y, debido a las diferencias en la duración del viaje y el terreno, los trenes no llegan a su destino al mismo tiempo”, Justin Pierel, del Space Telescope Science Institute, y Andrew Newman, de la Carnegie Institution. para la Ciencia, escribió en un comunicado.

“Del mismo modo, las imágenes de supernova obtenidas mediante lentes gravitacionales aparecen ante los astrónomos durante días, semanas o incluso años. Al medir las diferencias en los tiempos en que aparecen las imágenes de supernova, podemos medir la historia de la tasa de expansión del universo, conocida como constante de Hubble, que es un gran desafío en la cosmología actual. El problema es que estas supernovas de múltiples imágenes son extremadamente raras: hasta ahora se han detectado menos de una docena”.

Réquiem era una supernova de tipo Ia. Estos eventos son creados cuando una enana blanca roba suficiente material de una compañera como para cruzar un umbral de masa y colapsar bajo su propio peso. Como el umbral es el mismo, la supernova alcanza la misma luminosidad: es una vela estándar. El brillo de un objeto depende de su luminosidad intrínseca y de su distancia. Podemos medir el brillo y la luminosidad para velas estándar, por lo que podemos usar ambas medidas para calcular la distancia de las galaxias. De ahí llegamos a las otras propiedades cosmológicas.

Hubble llegó a Réquiem demasiado tarde para hacer cálculos detallados a partir de las cuatro imágenes, por lo que la próxima década se trabajará en la quinta. Pero JWST captó el evento en el acto y el equipo recibió tiempo extra para dar seguimiento al evento de inmediato.

“Ahora hemos encontrado una segunda supernova con lentes gravitacionales dentro de la misma galaxia que Requiem, a la que llamamos Supernova Encore. Encore fue descubierto por casualidad y ahora estamos siguiendo activamente la supernova en curso con un programa discrecional del director en el que el tiempo es crítico”, continuó el dúo.

Encore también es una supernova de tipo Ia, lo que hace de esta una observación fortuita y afortunada. La recopilación de datos está en curso, por lo que sabremos más en los próximos meses. Y, por supuesto, habrá un bis en la década de 2030.

“Las supernovas normalmente son impredecibles, pero en este caso sabemos cuándo y dónde mirar para ver las apariciones finales de Requiem y Encore. Las observaciones infrarrojas alrededor de 2035 captarán su último aliento y brindarán una medición nueva y precisa de la constante de Hubble”, concluyeron los investigadores.