¿Cómo se ve una supernova en una galaxia distante?

Hace mucho tiempo, en una galaxia muy, muy lejana ... una estrella masiva explotó. Ese cataclismo creó un objeto llamado supernova (similar al que llamamos Nebulosa del Cangrejo). En el momento en que murió esta antigua estrella, la propia galaxia, la Vía Láctea, apenas comenzaba a formarse. El Sol ni siquiera existía todavía. Tampoco los planetas. El nacimiento de nuestro sistema solar aún más de cinco mil millones de años en el futuro..

Ecos de luz e influencias gravitacionales

La luz de esa explosión de hace mucho tiempo atravesó el espacio, llevando información sobre la estrella y su catastrófica muerte. Ahora, unos 9 mil millones de años después, los astrónomos tienen una visión notable del evento. Aparece en cuatro imágenes de la supernova creada por una lente gravitacional creada por un cúmulo de galaxias. El cúmulo en sí consiste en una galaxia elíptica gigante en primer plano recolectada junto con otras galaxias. Todos ellos están incrustados en un grupo de materia oscura. La atracción gravitacional combinada de las galaxias más la gravedad de la materia oscura distorsiona la luz de los objetos más distantes a su paso. En realidad, cambia ligeramente la dirección del viaje de la luz y difumina la "imagen" que obtenemos de esos objetos distantes.

En este caso, la luz de la supernova viajó por cuatro caminos diferentes a través del cúmulo. Las imágenes resultantes que vemos aquí desde la Tierra forman un patrón en forma de cruz llamada Cruz de Einstein (llamada así por el físico Albert Einstein). La escena fue fotografiada por el telescopio espacial Hubble. La luz de cada imagen llegó al telescopio en un momento ligeramente diferente, con días o semanas de diferencia. Esta es una clara indicación de que cada imagen es el resultado de un camino diferente que la luz tomó a través del cúmulo de galaxias y su caparazón de materia oscura. Los astrónomos estudian esa luz para aprender más sobre la acción de la supernova distante y las características de la galaxia en la que existía.. 

Como funciona esto?

La luz que fluye desde la supernova y los caminos que toma son análogos a varios trenes que salen de una estación al mismo tiempo, todos viajan a la misma velocidad y se dirigen al mismo destino final. Sin embargo, imagine que cada tren toma una ruta diferente, y la distancia para cada uno no es la misma. Algunos trenes viajan por colinas. Otros atraviesan valles y otros recorren montañas. Debido a que los trenes viajan sobre diferentes longitudes de vía a través de diferentes terrenos, no llegan a su destino al mismo tiempo. Del mismo modo, las imágenes de supernova no aparecen al mismo tiempo porque parte de la luz se retrasa al viajar alrededor de curvas creadas por la gravedad de la materia oscura densa en el cúmulo de galaxias que interviene..

Los retrasos entre la llegada de la luz de cada imagen le dicen a los astrónomos algo sobre la disposición de la materia oscura alrededor de las galaxias en el cúmulo. Entonces, en cierto sentido, la luz de la supernova está actuando como una vela en la oscuridad. Ayuda a los astrónomos a mapear la cantidad y distribución de materia oscura en el cúmulo de galaxias. El cúmulo mismo se encuentra a unos 5 mil millones de años luz de nosotros, y la supernova está a otros 4 mil millones de años luz más allá de eso. Al estudiar los retrasos entre los tiempos en que las diferentes imágenes llegan a la Tierra, los astrónomos pueden obtener pistas sobre el tipo de terreno de espacio deformado por el que tuvo que viajar la luz de la supernova. ¿Es grumoso? ¿Qué grumoso? Cuánto hay ahí? 

Las respuestas a estas preguntas aún no están listas. En particular, la apariencia de las imágenes de supernova podría cambiar en los próximos años. Esto se debe a que la luz de la supernova continúa fluyendo a través del cúmulo y se encuentra con otras partes de la nube de materia oscura que rodea las galaxias..  

Además de Telescopio Espacial Hubble observaciones de esta supernova con lente única, los astrónomos también usaron el W.M. Keck telescopio en Hawai'i para hacer más observaciones y mediciones de la distancia de galaxia anfitriona supernova. Esa información dará más pistas sobre las condiciones en la galaxia tal como existió en el universo primitivo..