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Una nueva e impresionante imagen del Telescopio Espacial James Webb muestra cómo una supernova alojó una galaxia no una, ni dos, sino tres veces en diferentes momentos.
La imagen aparentemente atemporal del Telescopio Espacial James Webb (JWST) fue posible gracias a un cúmulo de galaxias en primer plano y un fenómeno de curvatura de la luz predicho por Albert Einstein hace más de un siglo llamado «lente gravitacional».
En su teoría general de la relatividad, Einstein predijo que la masa distorsiona la estructura misma del espacio y el tiempo, o «espacio-tiempo». Esto es similar a poner una pelota en una lámina de goma estirada cuando la pelota hace una abolladura en la lámina. Cuanto mayor es la masa de la pelota, mayor es el grado de su deformación. Esto también es cierto para el espacio-tiempo, las estrellas causan una mayor «distorsión» que los planetas y las galaxias causan una mayor distorsión del espacio que las estrellas.
Esta desviación afecta la trayectoria de la luz a medida que viaja desde el objeto de fondo más allá del objeto de matriz. En casos extremos, debido a que la luz puede tomar diferentes caminos alrededor de la lente desde el objeto de la lente hasta el objeto de la lente de fondo que viaja hacia nosotros, puede hacer que el objeto de fondo se amplíe o incluso aparezca en varios puntos del cielo. Eso significa que este fenómeno, «lente gravitacional», se ha convertido en una poderosa herramienta para que los astrónomos estudien objetos muy distantes.
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El objeto de lente en esta nueva imagen JWST es el cúmulo de galaxias RX J2129, ubicado a 3.200 millones de años luz de distancia en la constelación de Acuario. La lente RX J2129 muestra la galaxia de fondo de supernova roja que la duplica.
La explosión de supernova fue descubierta por astrónomos utilizando el Telescopio Espacial Hubble y es una supernova de Tipo Ia designada AT 2022riv. Los astrónomos a menudo las llaman «velas estándar» porque su luz es uniforme. Esta uniformidad significa que las supernovas de Tipo Ia en realidad se pueden usar como una herramienta para medir distancias cósmicas, ya que se verán exactamente iguales a la misma distancia.
Como lente gravitacional, RX J2129 produjo tres imágenes de esta galaxia que no son iguales en tamaño, posición o incluso edad, debido a las diferentes trayectorias de luz de la galaxia de fondo y, por lo tanto, a los diferentes momentos en que llega a JWST. .
La luz que sigue el camino más largo muestra la galaxia de fondo en su edad más antigua y cuando su supernova aún se estaba formando. La siguiente imagen del segundo camino más largo muestra la galaxia solo 320 días después, y la última con el camino de luz más corto 1000 días después de la primera. En estas dos imágenes posteriores, la supernova AT 2022riv ya ha desaparecido de la vista.
También son visibles en la esquina superior derecha de la imagen varios objetos de fondo que aparecen como arcos de luz concéntricos debido al efecto distorsionador de las lentes gravitacionales.
Las observaciones fueron hechas por JWST utilizando su Cámara infrarroja cercana (se abre en una pestaña nueva) (NIRSpec), que pudo medir el brillo de AT 2022riv, una supernova muy distante y, por lo tanto, temprana. También se suponía que el poderoso telescopio espacial realizaría espectroscopia de la luz del evento, lo que permitiría comparar esta supernova distante con las supernovas recientes de Tipo Ia en el universo local.
Esta comparación se puede utilizar para probar la precisión del uso de estas supernovas para medir distancias, lo que confirma los resultados de una de las herramientas más útiles de la astronomía.
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