La luz de una supernova que se emitió solo seis horas después de la explosión estelar inicial se ha observado junto con la luz emitida dos y ocho días después. La observación fue realizada por un equipo internacional utilizando el Telescopio Espacial Hubble (HST). La supernova también se destaca por haber ocurrido hace unos 11.5 millones de años cuando el universo estaba en su relativa infancia. La tenue luz solo se pudo ver debido al efecto de lente gravitacional de una galaxia que se encuentra entre la Tierra y la supernova.
Los científicos, cuya investigación se describe en Naturaleza, vio la supernova en imágenes de archivo del HST. La luz de la supernova fue captada gravitacionalmente por el cúmulo galáctico Abell 370, lo que provocó que apareciera tres veces en la misma imagen. La supernova ocurrió en una galaxia enana detrás de Abell 370.
"Encontramos una explosión de supernova distante en una sola instantánea del HST de la NASA que muestra tres momentos diferentes en su etapa inicial de la explosión", dice wenlei chen, autor principal de la Naturaleza artículo que tiene su sede en la Universidad de Minnesota en los EE. UU. Él dice Mundo de la Física”,Las supernovas de colapso del núcleo como esta marcan la muerte de las estrellas masivas, que son de corta duración porque se queman rápidamente en comparación con las estrellas con menos masa”.
supergigante roja
Cuando el núcleo de la estrella explotó, se lanzó una onda de choque que calentó la parte exterior de la estrella, lo que provocó que se expandiera y se enfriara en el camino. Esto da lugar a una curva de luz (cómo cambia el brillo de una estrella con el tiempo) con una forma distinta que depende del tamaño de la estrella que explotó. A partir de esto, el equipo estima que el radio de la estrella progenitora era alrededor de 530 veces mayor que el del Sol, un tamaño que es consistente con una supergigante roja. El significativo desplazamiento hacia el rojo de la curva de luz de la estrella significa que el universo tenía solo 2.2 millones de años cuando se produjo la supernova.
"Esta es la primera vez que los científicos han podido medir el tamaño de una estrella supergigante moribunda tal como era hace más de 10 mil millones de años”, explica Chen. "Por lo general, las supernovas distantes son demasiado débiles para ser detectadas e identificadas con los telescopios existentes".
Miembro del equipo José María Diego del Instituto de Física de Cantabria de España explica por qué esta detección es tan significativa. “Lo que hace especial a esta supernova es que estamos presenciando los primeros instantes después de la explosión”, dijo Diego. Mundo de la Física. “Las supernovas también se encuentran normalmente mucho más cerca de nosotros. Esta es quizás una de las cinco supernovas más distantes jamás observadas”.
Diego también señala que los astrónomos se refieren a este tipo de supernovas de colapso del núcleo como "velas estándar" porque sus curvas de luz están tan bien definidas que pueden usarse para medir distancias cósmicas. Esto significa que encontrar más ejemplos tempranos como este podría ayudar a probar modelos de evolución cósmica.
la teoria de einstein
De hecho, esta supernova solo es visible debido a un fenómeno gravitacional que surge de la teoría general de la relatividad de Albert Einstein de 1915. La teoría dice que un objeto masivo como una galaxia causa una deformación significativa en el espacio-tiempo cercano y esta deformación doblará la trayectoria de la luz que pasa cerca de la galaxia.
Como resultado, una galaxia puede actuar como una lente gravitacional que puede enfocar la luz de una estrella distante hacia la Tierra, brindando a los astrónomos una vista ampliada de la estrella. Una lente gravitacional también puede crear múltiples imágenes de la misma estrella que están separadas en el espacio.
El objeto de lente masivo responsable de hacer que la supernova distante aparezca tres veces en la imagen del Hubble es el cúmulo galáctico Abell 370, que se encuentra a casi 5 mil millones de años luz de la Tierra en la constelación de Cetus.
Secuencia de tiempo
La luz en cada una de las tres imágenes tomó diferentes caminos hacia la Tierra y estos caminos tenían diferentes longitudes. Esto significa que las imágenes muestran la estrella en una secuencia de tres momentos diferentes dentro de los ocho días posteriores a la explosión.
La lente gravitacional crea la 'cruz de Einstein' de una supernova distante
“El hecho de que una de las imágenes corresponda a tan solo unas horas después de la explosión es un descubrimiento notable”, añade Diego. “Normalmente vemos supernovas días o semanas después de que explotan. Solo se han observado supernovas que explotaron cerca de nosotros horas después de la explosión. Nunca antes habíamos visto una supernova temprana a esta distancia”.
Chen dice que el equipo planea usar el telescopio espacial James Webb para investigar más a fondo la supernova y buscar más supernovas con lentes gravitacionales en el universo primitivo. Agrega que el descubrimiento de supernovas de colapso del núcleo más distantes debería permitir a los astrónomos obtener una mejor comprensión de la formación de estrellas en el universo primitivo.
