El telescopio espacial Hubble de la NASA ha capturado en una sola imagen tres momentos diferentes de una explosión de supernova. La estrella explotó hace más de 11 mil millones de años, cuando el Universo tenía menos de una quinta parte de su edad actual de 13.800 millones de años.
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Es la primera vista en detalle a una supernova en un momento tan temprano de la historia del Cosmos. Este estudio podría ayudar a los científicos a obtener más información acerca de la formación de estrellas y galaxias en el comienzo de todo. Las imágenes de la supernova también son especiales debido a que muestran las primeras etapas de una explosión estelar.
“Es bastante raro que se pueda detectar una supernova en una etapa muy temprana, porque esa etapa es realmente corta. Solo dura de horas a unos pocos días, y se puede pasar por alto fácilmente incluso para una detección cercana. En la misma exposición, podemos ver una secuencia de imágenes, como múltiples caras de una supernova”, explicó Wenlei Chen, primer autor del artículo e investigador postdoctoral en la Facultad de Física y Astronomía de la Universidad de Minnesota.
La observación fue posible gracias a un fenómeno llamado lente gravitacional, que se predijo por primera vez en la teoría de la relatividad general de Albert 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 en 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 los caminos 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 primera fase capturada aparece azul. A medida que la supernova se enfriaba, su luz se volvía más roja.
“Ves diferentes colores en las tres imágenes. Tienes la estrella masiva, el núcleo colapsa, produce un choque, se calienta y luego ves que se enfría durante una semana. ¡Creo que es probablemente una de las cosas más asombrosas que he visto!”, exclamó Patrick Kelly, líder del estudio y profesor asistente en la Facultad de Física y Astronomía de la Universidad de Minnesota.
Esta es también la primera vez que los astrónomos pudieron medir el tamaño de una estrella moribunda en el Universo primitivo. Esto se basó en el brillo de la supernova y la velocidad de enfriamiento, que dependen del tamaño de la estrella. Las observaciones del Hubble muestran que la supergigante roja cuya explosión de supernova descubrieron los investigadores, era unas 500 veces más grande que el Sol, según algoritmos de aprendizaje automático.
Ahora, aprovechando la llegada del telescopio espacial James Webb, la NASA tiene previsto comenzar a observar supernovas aún más lejanas y crear un catálogo de supernovas que ayuden a entender si las estrellas que existieron hace miles de millones de años son diferentes a las del Universo próximo.
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