El
Universo es tremendamente vasto y además está en expansión. Calcular
tanto las enormes distancias como los misteriosos mecanismos que lo
rigen son un reto descomunal para los astrónomos, así que tienen que
recurrir a ciertos fenómenos que se comportan como faros en la niebla.
Por ejemplo, se puede decir que los púlsares son estupendas referencias
para calcular distancias. Por otro lado, recientemente se ha descubierto
que las supernovas de tipo Ia, explosiones que aparecen cuando una
estrella colapsa en sistemas de dos estrellas, resultan muy útiles para
calcular la tasa de expansión del Universo.
Este
jueves, un equipo internacional de científicos ha presentado en Science
una importante observación de una supernova de tipo Ia. Por primera
vez, han detectado una de ellas amplificada por el efecto de lente
gravitacional. Este fenómeno fue predicho por Einstein y se produce
cuando un objeto muy masivo, como una galaxia o un agujero negro,
deforma el espacio-tiempo a su alrededor. Al igual que ocurre cuando se
mueve una lupa sobre las líneas de un mapa, las lentes gravitacionales
amplifican lo que hay detrás y además cambian la posición aparente del
fondo. En este caso, una galaxia situada a 2.000 años luz de distancia y
ubicada delante de la supernova ha sido la responsable de que este
objeto tuviera un tamaño en el cielo 52 veces superior.
En concreto, los astrónomos han captado la supernova «iPTF16geu», un
objeto muy distante situado a 4.000 millones de años luz de la Tierra.
Gracias al trabajo combinado del telescopio espacial Hubble y de varios
observatorios terrestres, el telescopio Keck de Manuakea (Hawai, EE.UU) y
el «Very Large Telescope» del Observatorio Europeo Austral en Chile,
los astrónomos han tomado cuatro imágenes distintas y muy amplificadas
de este objeto. Esto les permitirá hacer nuevas medidas directas de la
tasa de expansión del Universo, lo que resulta extremadamente
importante, y analizar el fenómeno de las lentes gravitacionales con
mayor exactitud.
«Resolver, por primera vez, múltiples imágenes de una de estas
supernovas fuertemente amplificada es un gran avance», ha dicho en un
comunicado Ariel Goobar, primer autor del estudio e investigador en la
Universidad de Estocolmo (Suecia). «Podemos medir el poder de la luz
para desviar la gravedad con más precisión que nunca antes, y llegar a
escalas físicas que parecían fuera del alcance hasta hoy».
La imagen obtenida puede resultar algo desconcertante. La supernova
«iPTF16geu» aparece en cuatro posiciones distintas del cielo. Si ocurre
esto, es porque en el camino de la luz que procede de la supernova hay
una fuente de gravedad muy importante que desvía la luz: en concreto,
una galaxia. Las cuatro posiciones aparentes de la supernova forman un
amplio círculo de cerca de 3.000 años luz de radio. Sin embargo, a pesar
de estas increíbles dimensiones, esta resulta ser la menor lente
gravitacional descubierta hasta el momento.
Las cuatro posiciones varían porque la luz de la supernova tiene
distintos tiempos de viaje. Los astrónomos han estimado que las
diferencias de tiempo de los rayos de luz no son superiores a las 35
horas, lo que no es mucho teniendo en cuenta que el camino total de la
luz ronda los miles de millones de años. En todo caso, estas sutiles
diferencias serán útiles para calcular el valor de la constante de
Hubble, la tasa de expansión del Universo, con gran precisión. Esto es
muy interesante, porque recientemente se descubrió que el valor de esta
constante difiere cuando se compara el Universo local, el más cercano, y
el Universo temprano, más lejano.
La importancia de las supernovas tipo Ia
Las supernovas de tipo Ia tienen siempre el mismo brillo intrínseco,
lo que quiere decir que la luz que generan es siempre igual de intensa.
Pero en función de la distancia a la que se encuentran, en el cielo
resultan más o menos brillantes. Por esto, una forma de calcular
distancias en el Universo es comparar este brillo intrínseco de las
supernovas de tipo Ia con el brillo aparente que tienen.
De hecho, estas supernovas se han usado durante décadas para medir
las distancias en el Universo, junto a otros objetos. También han sido
útiles para medir expansión acelerada del cosmos y por ello hacer nuevas
averiguaciones sobre la energía oscura, que rige esta aceleración.
Esta investigación presentada en Science es importante por otro
motivo. Los investigadores han hecho importantes averiguaciones que en
teoría les permitirán rastrear mejor este tipo de supernovas
amplificadas, para hacer más medidas cosmológicas.
«Es extremadamente difícil detectar una supernova amplificada por una
lente gravitacional, y más si es del tipo Ia. Estadísticamente,
sospechamos que podría haber una de estas por cada 50.000 supernovas que
identificamos», ha explicado Peter Nugent, astrofísico del Laboratorio
Nacional de Berkeley. «Pero desde el descubrimiento de «iPTF16geu»,
ahora tenemos algunas ideas sobre como mejorar nuestro método para
identificar estos eventos».
Robots para rastrear el cielo
La supernova «iPTF16geu» fue inicialmente detectada por un sondeo automatizado del «intermediate Palomar Transient Factory», en California (EE.UU.) y por el Observatorio Palomar (también en Estados Unidos), en septiembre de 2016. Rápidamente, varios telescopios de todo el mundo apuntaron hacia la supernova para obtener más información.
La supernova «iPTF16geu» fue inicialmente detectada por un sondeo automatizado del «intermediate Palomar Transient Factory», en California (EE.UU.) y por el Observatorio Palomar (también en Estados Unidos), en septiembre de 2016. Rápidamente, varios telescopios de todo el mundo apuntaron hacia la supernova para obtener más información.
Tiempo después, científicos del Laboratorio Nacional de Berkeley
(Estados Unidos) publicaron un método para identificar supernovas de
tipo Ia amplificadas por lentes gravitacionales, y ya en abril de este
año investigadores de la Universidad de Estocolmo han publicado en
Science los resultados de las últimas observaciones.
«En esta ocasión tuvimos mucha suerte, porque podemos ver pequeñas
estructuras dentro de las galaxias, pero no sabremos cuánta suerte hemos
tenido hasta que no descubramos más de estos eventos y confirmemos que
lo que hemos visto no es una anomalía», ha explicado Goobar. La caza de
supernovas continúa en marcha.
