El fenómeno cósmico de la lente gravitacional ha permitido a los astrónomos de la Universidad de Copenhague observar la misma estrella en explosión en tres lugares diferentes del cielo.
Ellos predicen que una cuarta imagen de la misma explosión aparecerá en el cielo para 2037. El estudio, que se acaba de publicar en la revista Nature Astronomy, brinda una oportunidad única para 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 giren alrededor de las estrellas, sino que también puede doblar la órbita de los rayos de luz.
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Las estructuras más pesadas del universo (cúmulos de galaxias formadas 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.
Además, 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.
Algunas rutas alrededor de un cúmulo de galaxias son más largas que otras y, por lo tanto, llevan más tiempo. Cuanto más lenta sea la ruta, más fuerte será la gravedad; otra asombrosa consecuencia más de la relatividad. Esto escalona la cantidad de tiempo necesario para que la luz nos alcance y, por lo tanto, las diferentes imágenes que vemos.
Este efecto ha permitido a 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, observar una única 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.
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Al analizar los datos del Hubble, los investigadores observaron 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 de una sola estrella cuya vida terminó en una colosal explosión conocida como supernova.
“Una sola estrella explotó hace 10.000 millones de años, mucho antes de que se formara nuestro propio sol. El destello de luz de esa explosión acaba de llegar hasta nosotros”, explica el profesor asociado Gabriel Brammer del Cosmic Dawn Center, quien dirigió el estudio con el profesor Steven Rodney, de la Universidad de Carolina del Sur.
La supernova, apodada “SN-Requiem”, se puede ver en tres de las cuatro “imágenes reflejadas” de la galaxia. Cada imagen presenta una vista diferente del desarrollo de la supernova explosiva. En las dos últimas imágenes, aún no ha explotado. Pero, 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 Brammer.
Si volvemos a presenciar la explosión de SN-Requiem en 2037, no solo confirmará nuestra comprensión de la gravedad, sino que también ayudará a arrojar luz sobre otro enigma cosmológico que ha surgido en los últimos años, a saber, la expansión de nuestro universo.