Una nueva e impresionante imagen del Telescopio Espacial James Webb muestra una supernova que alberga una galaxia no una, ni dos, sino tres veces en diferentes puntos en el tiempo.
Esta imagen aparentemente desafiante del tiempo del Telescopio Espacial James Webb (JWST) fue posible gracias a la enorme influencia gravitatoria del cúmulo de galaxias en primer plano y un fenómeno de curvatura de la luz predicho hace más de un siglo por Albert Einstein llamado “lente gravitacional”.
En su teoría de la relatividad general, Einstein predijo que la masa deforma la estructura del espacio y el tiempo, o “espacio-tiempo”. Esto es similar a colocar una pelota sobre una hoja de goma estirada, con la pelota causando una abolladura en el papel. Cuanto mayor es la masa de la pelota, mayor es el grado de torsión que provoca. Esto también es cierto en el caso del espacio-tiempo, las estrellas causan más “curvatura” que los planetas, y las galaxias causan más “curvatura” del espacio-tiempo que las estrellas.
Esta deformación afecta el paso de la luz cuando pasa por el cuerpo de masa de un objeto de fondo. En casos extremos, debido a que la luz puede tomar diferentes caminos alrededor del objeto con lente que el objeto con lente trasera en su camino hacia nosotros, puede hacer que el objeto de fondo se amplíe o incluso sea visible en múltiples puntos en el cielo. Esto significa que este fenómeno, “lente gravitacional”, se ha convertido en una herramienta poderosa para los astrónomos en el estudio de 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 unos 3.200 millones de años luz de distancia en la constelación de Acuario. RX J2129 refleja el fondo de una galaxia anfitriona de supernova de color rojo que la repite.
La explosión de supernova fue detectada por astrónomos usando el Telescopio Espacial Hubble y es una supernova Tipo Ia identificada en 2022riv. Los astrónomos a menudo se refieren a ellas como “velas estándar” debido a lo uniforme que es su luz. Esta regularidad significa que las supernovas de Tipo Ia pueden usarse como una herramienta para medir distancias cósmicas porque a la misma distancia se verían exactamente iguales.
Como lente gravitacional, RX J2129 ha creado tres imágenes de esta galaxia que no son iguales en tamaño, ubicación o incluso edad debido a los diferentes caminos tomados por la luz de la galaxia de fondo y, por lo tanto, los diferentes momentos en que llega al JWST. .
La luz que sigue el camino más largo muestra la galaxia de fondo en su edad más antigua y en un momento en que aún se estaba produciendo la supernova. La siguiente imagen muestra el segundo camino galáctico más largo después de solo 320 días, y el último con el camino de luz más corto 1000 días después del primero. En las dos imágenes posteriores, la supernova AT 2022riv ya se ha desvanecido 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 de deformación de las lentes gravitacionales.
Las observaciones fueron hechas por JWST utilizando el Cámara infrarroja (Se abre en una nueva pestaña) (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 la espectroscopia de la luz del evento, lo que permitiría comparar esta supernova distante con las supernovas de Tipo Ia que han ocurrido recientemente en el universo local.
Esta comparación se puede utilizar para probar la precisión del uso de estas supernovas al medir distancias, y así validar los resultados de una de las herramientas más útiles de la astronomía.
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