Los astrónomos pueden estar cada vez más cerca de comprender uno de los mayores misterios de la cosmología: la energía oscura, la fuerza desconocida que se cree que impulsa la expansión acelerada del universo.
Se cree que la energía oscura representa aproximadamente el 68% del universo. A pesar de su enorme impacto, los científicos aún no saben qué es ni exactamente cómo influye en el crecimiento cósmico.
Ahora los investigadores han identificado una supernova inusual en el universo temprano que podría proporcionar una nueva pista valiosa. La luz de esta poderosa explosión ha estado viajando hacia la Tierra durante más de 10 mil millones de años. El evento fue extraordinariamente brillante y su luz fue amplificada por la gravedad de una galaxia a lo largo de la línea de visión, haciendo que el estallido distante fuera aún más brillante.
“Nadie había encontrado una supernova como ésta antes, y la naturaleza del sistema significa que podría ayudar a resolver algunos de los grandes problemas de la astrofísica, como la naturaleza de las fuerzas que impulsan la expansión del universo”, explica el Dr. Daniel Perley, profesor de astrofísica en la Universidad John Moores de Liverpool.
La gravedad divide la luz en múltiples imágenes
Una galaxia ubicada directamente entre la Tierra y una supernova distante jugó un papel importante en el descubrimiento. Su atracción gravitacional desvía la luz de la explosión hacia nosotros.
“Vemos la luz de estas supernovas distantes dividida en múltiples imágenes, que llamamos ‘lentes gravitacionales'”, explica Jacob Wise, estudiante de doctorado en el Instituto de Investigación de Astrofísica, quien fue el primero en reconocer la importancia del fenómeno.
Diferentes caminos de luz en el mundo.
“Cuando la luz es ‘lente’, los diferentes caminos que la luz toma para llegar a la Tierra no tienen todos la misma longitud, por lo que la luz tarda más en llegar a nosotros ya que viaja por diferentes caminos”.
Debido a que una supernova puede arder durante meses, los astrónomos pueden observar múltiples imágenes de la misma explosión a la vez. Cada imagen representa la supernova en un momento ligeramente diferente de su evolución a medida que la luz viaja a lo largo de caminos de diferentes longitudes.
“Lo interesante de esto es que la diferencia horaria entre las diferentes imágenes depende de la tasa de expansión del universo”, añadió el Dr. Perle.
El equipo de investigación, en colaboración con colaboradores de Caltech, la Universidad de Estocolmo y otras instituciones de todo el mundo, planea medir este retraso con alta precisión. Estas mediciones pueden revelar qué tan rápido se está expandiendo el universo y proporcionar información sobre las fuerzas responsables de acelerar esa expansión (energía oscura).
Un posible desempate en la tensión del Hubble
Los astrónomos se enfrentan actualmente a un gran enigma sobre la tasa de expansión del universo. Diferentes métodos producen valores contradictorios para la constante de Hubble, el número utilizado para describir la velocidad a la que se expande el universo.
Perley cree que estas inusuales observaciones de supernovas pueden ayudar a resolver la controversia.
Dijo: “Los estudios del resplandor del Big Bang dan un número para la llamada constante de Hubble, una medida de la velocidad de expansión del universo, mientras que los estudios de galaxias cercanas dan un número diferente. Los astrónomos llaman a esto la tensión de Hubble. Por lo tanto, los estudios de supernovas con lentes pueden indicar en cuál de estos dos números debemos confiar”.
En este estudio participan observatorios de todo el mundo
El brillo de la supernova permite a los astrónomos detectarla incluso desde grandes distancias utilizando telescopios terrestres de tamaño mediano. Entre ellos se incluyen el Zwicky Transient Facility en California y el Telescopio Liverpool en La Palma.
(El primer telescopio que detectó una supernova fue el Zwicky Transient Facility en California, pero no pudo ver múltiples imágenes. El Telescopio de Liverpool fue la primera instalación en ver múltiples imágenes y, por lo tanto, demostró que tenía lentes gravitacionales).
Posteriormente, el objeto fue estudiado con más detalle utilizando algunos de los observatorios más poderosos del mundo, incluido el Telescopio Keck en Hawaii, el Telescopio Espacial Hubble y el Telescopio Espacial James Webb.
Jacob añadió: “Nuestros colegas en Estocolmo notaron por primera vez la supernova, pero fuimos nosotros quienes vimos que la luz estaba desviada en múltiples imágenes.
“Todos los principales observatorios y telescopios espaciales del hemisferio norte lo están observando, pero fue el Telescopio Liverpool, operado desde LJMU, el que llegó primero”, Beam Wise.
El estudio, “Descubrimiento de SN 2025wny: una supernova superluminosa con lentes fuertemente gravitacionales en z = 2,01”, se publicó en la revista Cartas Astrofísicas y escrito por Joel Johansson, Daniel A. Perley, Ariel Goobar, Jacob L. Wise, Yu-Jing Qin, Zoe McGrath, Steve Schulze, Cameron Lemon, Anjasha Gangopadhyay, Konstantinos Tsalapatas y otros 24 coautores.
