Una enorme cantidad de gravedad de un cúmulo de galaxias distantes hace que el espacio se curve tanto que la luz de ellas se desvía y emana en nuestro camino desde numerosas direcciones. Este efecto de "lente gravitacional" ha permitido a los astrónomos de la Universidad de Copenhague observar la misma explosiónestrella en tres lugares diferentes del cielo. Ellos predicen que una cuarta imagen de la misma explosión aparecerá en el cielo en 2037. El estudio, que acaba de ser publicado en la revista Astronomía de la naturaleza , brinda una oportunidad única de explorar no solo la supernova en sí, sino la expansión de nuestro universo.
Uno de los aspectos más fascinantes de la famosa teoría de la relatividad de Einstein es que la gravedad ya no se describe como una fuerza, sino como una "curvatura" del espacio mismo. La curvatura del espacio causada por objetos pesados no solo hace que los planetas girenalrededor de las estrellas, pero también puede doblar la órbita de los rayos de luz.
La más pesada de todas las estructuras del universo, los cúmulos de galaxias formados por cientos o miles de galaxias, pueden desviar la luz de galaxias distantes detrás de ellas tanto que parecen estar en un lugar completamente diferente de lo que realmente están.
Pero eso no es todo: la luz puede tomar varios caminos alrededor de un cúmulo de galaxias, lo que nos permite tener suerte y hacer dos o más avistamientos de la misma galaxia en diferentes lugares del cielo utilizando un potente telescopio.
Déjà-vu de supernova
Algunas rutas alrededor de un cúmulo de galaxias son más largas que otras y, por lo tanto, toman más tiempo. Cuanto más lenta es la ruta, más fuerte es la gravedad; otra consecuencia asombrosa de la relatividad. Esto tambalea la cantidad de tiempo necesario para que la luz nos alcance yde ahí las diferentes imágenes que vemos.
Este maravilloso efecto ha permitido que un equipo de astrónomos del Cosmic Dawn Center, un centro de investigación básica dirigido por el Instituto Niels Bohr de la Universidad de Copenhague y DTU Space de la Universidad Técnica de Dinamarca, junto con sus socios internacionales,para observar una sola galaxia en no menos de cuatro lugares diferentes en el cielo.
Las observaciones se realizaron utilizando el rango de longitud de onda infrarroja del Telescopio Espacial Hubble.
Al analizar los datos del Hubble, los investigadores notaron tres fuentes de luz brillante en una galaxia de fondo que eran evidentes en un conjunto anterior de observaciones de 2016, que desaparecieron cuando Hubble volvió a visitar el área en 2019. Estas tres fuentes resultaron ser varias imágenes deuna sola estrella cuya vida terminó en una explosión colosal conocida como supernova.
"Una sola estrella explotó hace 10 mil millones de años, mucho antes de que se formara nuestro propio sol. El destello de luz de esa explosión acaba de llegar a nosotros", explica el profesor asociado Gabriel Brammer del Cosmic Dawn Center, quien dirigió el estudio con el profesorSteven Rodney de la Universidad de Carolina del Sur.
La supernova, apodada "SN-Requiem", se puede ver en tres de las cuatro "imágenes espejadas" de la galaxia. Cada imagen presenta una vista diferente del desarrollo de la supernova explosiva. En las dos últimas imágenes, aún no se haPero, al examinar cómo se distribuyen las galaxias dentro del cúmulo de galaxias y cómo estas imágenes están distorsionadas por el espacio curvo, en realidad es posible calcular qué tan "retrasadas" están estas imágenes.
Esto ha permitido a los astrónomos hacer una predicción notable :
"La cuarta imagen de la galaxia tiene aproximadamente 21 años de retraso, lo que debería permitirnos ver la supernova explotar una vez más, alrededor de 2037", explica Gabriel Brammer.
Puede enseñarnos más sobre el universo
Si pudiéramos presenciar la explosión de SN-Requiem nuevamente en 2037, no solo confirmará nuestra comprensión de la gravedad, sino que también ayudará a arrojar luz sobre otro acertijo cosmológico que ha surgido en los últimos años, a saber, la expansión de nuestrauniverso.
Sabemos que el universo se está expandiendo y que diferentes métodos nos permiten medir con qué rapidez. El problema es que los diversos métodos de medición no producen todos el mismo resultado, incluso cuando se tienen en cuenta las incertidumbres de medición.las técnicas sean defectuosas o, lo que es más interesante, ¿tendremos que revisar nuestra comprensión de la física y la cosmología fundamentales?
"Comprender la estructura del universo será una de las principales prioridades para los principales observatorios terrestres y las organizaciones espaciales internacionales durante la próxima década. Los estudios planificados para el futuro cubrirán gran parte del cielo y se espera que revelen decenas deincluso cientos de lentes gravitacionales raros con supernovas como SN Requiem ", explica Brammer :
"Las mediciones precisas de los retrasos de tales fuentes proporcionan determinaciones únicas y confiables de la expansión cósmica e incluso pueden ayudar a revelar las propiedades de la materia oscura y la energía oscura".
La materia oscura y la energía oscura son la materia misteriosa que se cree que constituye el 95% de nuestro universo, mientras que solo podemos ver el 5%. ¡Las perspectivas de las lentes gravitacionales son prometedoras!
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