Agencias, Ciudad de México.- El telescopio espacial James Webb ha detectado una supernova de múltiples imágenes en una galaxia distante denominada MRG-M0138.
“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. De manera similar, 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 con múltiples imágenes son extremadamente raras: hasta ahora se han detectado menos de una docena”, explica en un comunicado Justin Pierel, astrónomo de la NASA en el Space Telescope Science Institute y autor de la investigación.
En noviembre de 2023, Webb observó un cúmulo masivo de galaxias llamado MACS J0138.0-2155. A través de un efecto llamado lente gravitacional, predicho por primera vez por Albert Einstein, una galaxia distante llamada MRG-M0138 parece deformada por la poderosa gravedad del cúmulo de galaxias intermedio. Además de deformar y ampliar la galaxia distante, el efecto de lente gravitacional causado por MACS J0138 produce cinco imágenes diferentes de MRG-M0138.
It wasn’t just the host galaxy, either! The supernovae were also copied multiple times. In this side by side comparison, note the circles marking 3 separate instances of Requiem in Hubble’s image (left) versus two instances of Encore in Webb’s image (right). pic.twitter.com/rkqvNwls1L
— NASA Webb Telescope (@NASAWebb) December 21, 2023
En 2019, los astrónomos anunciaron el sorprendente hallazgo de que se había producido una explosión estelar, o supernova, dentro de MRG-M0138, como se ve en las imágenes del Telescopio Espacial Hubble de la NASA tomadas en 2016. Cuando otro grupo de astrónomos examinó las imágenes Webb de 2023, quedaron asombrados al descubrir que siete años después la misma galaxia alberga una segunda supernova.
Dentro de este pequeño club, la supernova de 2016 en MRG-M0138, llamada Réquiem, se destacó por varias razones. Primero, estaba a 10.000 millones de años luz de distancia. En segundo lugar, la supernova probablemente era del mismo tipo (Ia) que se utiliza como ‘vela estándar’ para medir distancias cósmicas. En tercer lugar, los modelos predijeron que una de las imágenes de supernova está tan retrasada por su trayectoria a través de la gravedad extrema del cúmulo que no aparecerá hasta mediados de la década de 2030. Desafortunadamente, dado que Réquiem no se descubrió hasta 2019, mucho después de que desapareciera de la vista, no fue posible recopilar datos suficientes para medir la constante de Hubble en ese momento.
“Ahora hemos encontrado una segunda supernova con lentes gravitacionales dentro de la misma galaxia que Requiem, a la que llamamos Supernova Encore –añade Pierel–. Encore se descubrió por casualidad y ahora estamos siguiendo activamente la supernova en curso con un programa discrecional del director en el que el tiempo es crítico. Usando estas imágenes de Webb, mediremos y confirmaremos la constante de Hubble basándonos en esta supernova de múltiples imágenes. Se confirma que Encore es una supernova de vela estándar o de tipo Ia, lo que convierte a Encore y Requiem, con diferencia, en el par de ‘hermanos’ de supernova de vela estándar más distante jamás descubierto”.
Estas imágenes son una combinación de exposiciones separadas adquiridas por el Telescopio Espacial Hubble usando el instrumento WFC3/IR y el Telescopio Espacial James Webb usando el instrumento NIRCam. Se utilizaron varios filtros para muestrear amplios rangos de longitud de onda. El color resulta de asignar diferentes tonos (colores) a cada imagen monocromática (escala de grises) asociada con un filtro individual.
#JWST Spots a Second Lensed Supernova in a Distant Galaxy.
Webb spotted a multiply-imaged SN in a distant galaxy designated MRG-M0138. Two images of the SN (circled) are seen in the Webb NIRCam image above, but an additional supernova image is expected to become visible ~2035. pic.twitter.com/9Q8ybKLiBv
— Erika (@ExploreCosmos_) December 22, 2023
