La primera mirada detallada a una supernova tan temprano en la historia del universo

Galaxia

Tres momentos diferentes en una explosión de supernova lejana fueron capturados en una sola instantánea por el Telescopio Espacial Hubble de la NASA. La estrella explotó hace más de 11.000 millones de años, cuando el universo tenía menos de una quinta parte de su edad actual de 13.800 millones de años.

Esta es la primera mirada detallada a una supernova tan temprano en la historia del universo. La investigación podría ayudar a los científicos a aprender más sobre la formación de estrellas y galaxias en el universo temprano. Las imágenes de supernova también son especiales porque muestran las primeras etapas de una explosión estelar.

«Es bastante raro que una supernova pueda detectarse en una etapa muy temprana, porque esa etapa es realmente corta», explicó Wenlei Chen, primer autor del artículo e investigador postdoctoral en la Escuela de Física y Astronomía de la Universidad de Minnesota. «Solo dura de horas a unos pocos días, y se puede perder fácilmente incluso para una detección cercana. En la misma exposición, podemos ver una secuencia de las imágenes, como múltiples caras de una supernova».

Esto fue posible a través de un fenómeno llamado lente gravitacional, que se predijo por primera vez en la teoría de la relatividad general de Einstein. En este caso, la inmensa gravedad del cúmulo de galaxias Abell 370 actuó como una lente cósmica, doblando y magnificando la luz de la supernova más distante ubicada detrás del cúmulo.

La deformación también produjo múltiples imágenes de la explosión durante diferentes períodos de tiempo que llegaron a la Tierra al mismo tiempo y fueron capturadas en una imagen del Hubble. Eso fue posible solo porque las imágenes ampliadas tomaron diferentes rutas a través del cúmulo debido tanto a las diferencias en la longitud de las vías que siguió la luz de la supernova, como a la desaceleración del tiempo y la curvatura del espacio debido a la gravedad.

La exposición del Hubble también capturó el rápido cambio de color de la supernova, que se desvanece, lo que indica un cambio de temperatura. Cuanto más azul es el color, más caliente es la supernova. La fase más temprana capturada aparece azul. A medida que la supernova se enfriaba, su luz se volvió más roja.

«Se ven diferentes colores en las tres imágenes diferentes», dijo Patrick Kelly, líder del estudio y profesor asistente en la Escuela de Física y Astronomía de la Universidad de Minnesota. «Tienes la estrella masiva, el núcleo colapsa, produce un shock, se calienta, y luego lo ves enfriarse durante una semana. ¡Creo que esa es probablemente una de las cosas más increíbles que he visto!»

Esta es también la primera vez que los astrónomos pudieron medir el tamaño de una estrella moribunda en el universo temprano. Esto se basó en el brillo y la velocidad de enfriamiento de la supernova, los cuales dependen del tamaño de la estrella progenitora. Las observaciones del Hubble muestran que la supergigante roja cuya explosión de supernova descubrieron los investigadores era aproximadamente 500 veces más grande que el Sol.



Paco Gil
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