6 de marzo de 2015

Observan cuatro veces la misma supernova en una sola imagen

Observan cuatro veces la misma supernova en una sola imagen
NASA/ESA

MADRID, 6 Mar. (EUROPA PRESS) -

Un equipo de astrónomos ha observado una supernova --la explosión de una estrella-- con una imagen multiplicada gracias al efecto de una lente gravitacional.

La luz de la supernova se ve en cuatro imágenes diferentes debido a un fenómeno cósmico que hace que la luz se desvíe por la gravedad de una galaxia masiva. Este efecto, que se detalla en un artículo en una edición especial de la revista 'Science' que celebra el centenario de la Teoría de la Relatividad General de Einstein, crea cuatro imágenes separadas de la misma supernova.

La lente gravitatoria funciona como un telescopio gigante propio de la naturaleza y es un fenómeno astronómico que se produce cuando dos objetos se alinean en relación con la Tierra. La luz de la fuente más distante --en este caso una supernova-- es desviada por la gravedad de la fuente que está en primer plano --una gran galaxia--, actuando como una lupa y amplificando la luz de la supernova distante.

"Observamos la luz de una supernova distante, pero lo que vemos aquí es un espectáculo extraño y raro. La enorme masa ha desviado la luz de la supernova subyacente, por lo que la luz se ve en cuatro imágenes configuradas como una cruz alrededor de la galaxia elíptica. Se ha llamado Cruz de Einstein por Albert Einstein, que fue el primero en predecir el fenómeno de la lente gravitacional hace dien años", explica Anja von der Linden, del Centro de Cosmología Oscura en el Instituto Niels Bohr de la Universidad de Copenhague, en Dinamarca.

Estas imágenes múltiples de luz gravitacionalmente desviada de galaxias y cuásares (agujeros negros activos) se han observado antes, pero nunca se había visto una supernova con cuatro imágenes. "Estaba muy emocionado cuando vi las cuatro imágenes alrededor de la galaxia. Fue una completa sorpresa", explica Patrick Kelly, de la Universidad de California, quien descubrió la supernova durante una revisión de rutina como parte del proyecto 'Grism Lens Amplified Survey from Space' (GLASS).

Las cuatro imágenes de la supernova aparecieron una a una cada pocos días durante un par de semanas, pero sólo las vieron cuando aparecieron las cuatro imágenes, según relata el jefe del equipo de 'Frontier Fields Supernova', Steve Rodney, de la Universidad Johns Hopkings, en Estados Unidos.

La galaxia está a 5.000 millones de años luz de distancia y la supernova se encuentra a 9.000 millones de años luz de la Tierra. La galaxia se encuentra en el centro de un cúmulo de galaxias gigantes, que fortalece significativamente el efecto de la lente y una supernova a esa distancia sería normalmente muy débil, pero debido a su ubicación particularmente favorable, su luz se amplifica.

"La supernova aparece 20 veces más brillante que su brillo normal", destaca Jens Hjorth, profesor y director del Centro de Cosmología Oscura en el Instituto Niels Bohr de la Universidad de Copenhague. El cúmulo de galaxias masivas enfoca la luz de la supernova y produce al menos tres imágenes diferentes. Una de las rutas de la luz de estas imágenes se cruza con una gran galaxia elíptica en el cúmulo de galaxias y esto provoca un segundo efecto de lente por el que se ve las cuatro imágenes configuradas en una Cruz de Einstein.

El espacio entre las galaxias no está vacío, está lleno de materia oscura y esta observación inusual también puede ayudar a arrojar nueva luz sobre esta cuestión. Los cuerpos celestes visibles --planetas, estrellas y galaxias-- sólo representan alrededor del 5 por ciento del universo y el resto se compone de energía oscura y materia oscura, pero la materia oscura no puede verse porque no emite ni refleja luz, pero se puede pesar indirectamente usando la gravedad.

Como la gravedad corresponde a la masa, es decir, el peso de toda la materia en la galaxia, se puede calcular el peso. Conforme más pesada sea la galaxia alrededor de la que viajan las estrellas, más rápido se mueven las estrellas, de forma que, a partir de la velocidad de las estrellas, se puede calcular cuánto pesa la galaxia. Los cálculos de las órbitas de las estrellas en las galaxias y de las galaxias en el cúmulo de galaxias muestran que la gran mayoría de la materia, tanto en las galaxias como entre las galaxias, es la materia oscura.

OBSERVACIÓN ÚNICA

Pero saber cómo se distribuye a sí misma la materia oscura es una cuestión crucial para entender cómo la materia oscura interactúa consigo misma y con la materia normal. Esta observación única permitirá a los investigadores mejorar sus cálculos de la cantidad y distribución de la materia oscura tanto en el cúmulo de galaxias como en la galaxia elíptica.

Cuando las cuatro imágenes se desvanezcan, los astrónomos tendrán una oportunidad única de conseguir una mirada hacia atrás en la supernova, ya que el modelo actual con cuatro imágenes es sólo una parte del fenómeno de lente gravitacional. Hace veinte años sólo se podía ver una sola imagen de la supernova en el cúmulo de galaxias en otros lugares y los cálculos muestran que otra imagen de la misma supernova aparecerá de nuevo en unos pocos años.

"La luz en cada imagen se desvía de manera diferente a su paso por el laberinto de la materia oscura y, por estas rutas diferentes, llegan a nosotros en la Tierra en diferentes momentos. Al medir el tiempo transcurrido entre los diferentes tiempos en los que llega la luz, podemos trazar un mapa de la distribución de la materia oscura", concluye Jens Hjorth.