Los astrónomos vieron la misma supernova tres veces gracias a las lentes gravitacionales. Y en veinte años creen que lo verán una vez más
Es difícil para los humanos entender el hecho de que hay galaxias tan lejanas que la luz que proviene de ellas puede deformarse de tal manera que realmente experimenten un tipo de retraso en el tiempo. Pero eso es exactamente lo que está sucediendo con las formas extremas de lente gravitacional , como las que nos regalan las bellas imágenes de Anillos de Einstein . De hecho, la dilatación del tiempo alrededor de algunas de estas galaxias puede ser tan extrema que la luz de un solo evento, como una supernova, puede aparecer en la Tierra en momentos dramáticamente diferentes. Eso es exactamente lo que un equipo dirigido por Dr. Steven Rodney en la Universidad de Carolina del Sur y Dr. Gabriel Brammer de la Universidad de Copenhague. Excepto que ya han aparecido tres copias de esta supernova, y el equipo cree que volverá a aparecer una vez más, dentro de 20 años.
Encontrar una supernova de este tipo es importante no solo por sus cualidades alucinantes, sino que también ayuda a resolver un importante debate en la comunidad cosmológica. La tasa de expansión del universo ha superado la tasa esperada cuando se calcula a partir de la Radiación cósmica de fondo de microondas. . Más comúnmente, este enigma cosmológico se resuelve invocando “ energía oscura ”- una fuerza sombría que supuestamente es responsable de aumentar la tasa de aceleración. Pero los científicos no saben realmente qué es la energía oscura, y para averiguarlo necesitan un mejor modelo de la física del universo primitivo.
Video de UT que describe la radiación cósmica de fondo de microondas, que se utiliza para calcular parcialmente la tasa de expansión del universo.
Una forma de obtener ese mejor modelo es encontrar un evento que se distorsione activamente a través de una lente gravitacional. Es importante destacar que el mismo evento debe aparecer en dos momentos distintos y separados para proporcionar información para un cálculo sobre la relación de la distancia entre la galaxia que realiza la lente y la galaxia de fondo que fue la fuente del evento.
Esa proporción es un componente importante en el cálculo de algunas de las variables asociadas con la energía oscura. Y el candidato a supernova, los Dres. Rodney y Brammer encontraron que es uno de los mejor definidos hasta la fecha. Es solo el tercer ejemplo de una supernova con lentes múltiples. Quásares También se han detectado con sus propios retrasos de tiempo, pero la naturaleza variable de los propios cuásares los hace menos que ideales para el tipo de cálculos de distancia angular que necesitan los cosmólogos.
Video UT que describe lentes gravitacionales.
La nueva supernova, conocida como AT2016jka, se extrajo de los datos del Hubble recopilados en 2016. Ubicada en “la galaxia más espectacular dirigida por REQUIEM [el programa de observación del Hubble que capturó los datos]”, está en la galaxia conocida como MRG- M0138.
MRG-M0138 tiene “lentes cuádruples”, lo que significa que se pueden ver cuatro copias de la galaxia dispersas alrededor de un cúmulo de galaxias más cercano a nuestra propia galaxia, conocido como MAC J0138.02155. Entonces, cuando el equipo estaba encuestando datos en la región en julio de 2019, notaron que las tres fuentes puntuales de luz que estaban presentes en los datos de julio de 2016 ya no estaban allí. Lo más probable es que los datos de julio de 2016 capturaran una supernova con lentes de 3 formas diferentes.
Video de UT sobre la topología del universo, que muestra cómo la materia se agrupa y puede afectar el tiempo.
Sin embargo, la cuarta lente esperada no apareció en los datos del Hubble. Usando su modelo de lente para el sistema, el equipo determinó que la cuarta imagen debería aparecer en algún momento alrededor de 2037, más o menos algunos años. Con un tiempo de referencia tan largo entre apariciones del mismo evento, esta supernova proporcionaría datos valiosos al debate sobre la dilatación del tiempo en eventos de lentes gravitacionales.
Desafortunadamente, eso también significa que los científicos tienen que esperar casi 20 años para tener en sus manos esos datos. También significa que deben vigilar esa parte del cielo en la ventana de 2 años en la que los cálculos predicen que aparecería la cuarta imagen de la supernova. Probablemente no sería una mala idea mantener la mitad de un ojo allí. el resto del tiempo también en caso de que aparezca antes de lo esperado.
Video de UT sobre la energía oscura y cómo sabemos que existe.
Si todo va bien, esa última pieza de datos sobre la fecha exacta del brillo máximo de la supernova será bien monitoreada por una nueva flota de instrumentos cosmológicos. Telescopios como Vera Rubin y Nancy Grace prometen observar cientos de estas supernovas con lentes que pueden proporcionar aún más datos para restringir aún más la energía oscura. Con suerte, también podrán captar el último suspiro de la supernova en MRG-M0138, para culminar un gran trabajo de detective y demostrar cuán increíble es realmente la dilatación del tiempo gravitacional.
Aprende más:
arXiv - Una supernova con lente gravitacional con un retardo de tiempo observable de dos décadas
Sci-News - Los astrónomos descubren doce nuevos quásares con imágenes cuádruples
Forbes – Ocho nuevas lentes cuádruples no solo son hermosas, revelan la temperatura de la materia oscura
Imagen principal:
Imagen del cúmulo MAC J0138.02155 y la galaxia MRG-M0138 con lentes gravitacionales que muestran las ubicaciones de las tres instancias observadas de la supernova (SN1-3) y la ubicación esperada de la cuarta instancia (SN4), que se estima que aparecerá alrededor de 2037.
Crédito: Rodney, Brammer et al.