Los científicos obtienen una visión rara de una supernova tipo Ia ampliada 50 veces
Una galaxia en el centro de esta imagen está distorsionando y doblando la luz de una supernova del tipo Ia, que está detrás de ella. Los cuatro puntos brillantes alrededor del borde de esta gota son vistas diferentes de la misma supernova. Crédito de la imagen: (W. M. Keck Observatory).
Original por Amina Khan reportero especializado para Los Angeles Times.
Por primera vez, los astrónomos han capturado una supernova de tipo Ia que está siendo ampliada por más de 50 veces y dividida en cuatro imágenes en el cielo nocturno gracias a la lente gravitatoria.
El descubrimiento, descrito en la revista Science, podría ayudar a los científicos a controlar mejor el ritmo de expansión del universo y arrojar luz sobre la masa misteriosa e invisible del universo conocida como materia oscura.
"Una vez que esto se convierte en una muestra más grande, entonces ciertamente se puede utilizar esto para restringir la lente gravitatoria y la materia oscura y la teoría general de Einstein de la relatividad - todos estos", dijo el coautor del estudio Mansi Kasliwal, un astrónomo de Caltech.
A medida que viaja por el universo, la luz es exprimida, estirada, doblada, dispersa y filtrada antes de que alcance nuestros telescopios. Estas alteraciones nos permiten sospechar la naturaleza de los contenidos del universo.
Crédito de la imagen: Joel Johansson
Por ejemplo, una estrella que parece tenue podría ser brillante y lejana, o débil y cercana. Aquí es donde entran las supernovas de Tipo Ia. Estas muertes estelares -que ocurren cuando una enana blanca en un sistema binario recoge demasiada masa de su estrella compañera- siempre alcanzan la misma luminosidad. Así que si los astrónomos ven un tipo débil Ia, saben que está lejos; Si ven un brillante, saben que está cerca.
Pero lo suficientemente lejos, estas "velas estándar" se vuelven cada vez más difíciles de ver y estudiar. Así que los científicos han estado buscando un tipo Ia cuya luz ha sido gravitacionalmente lente - ampliada por un objeto masivo, como una galaxia, sentado entre la supernova y los telescopios de la Tierra. El brillo artificial causado por la lente gravitacional permitiría a los investigadores estudiar explosiones mucho más distantes del tipo Ia con el fin de aprender más sobre el lejano universo.
Después de todo, las supernovas de tipo Ia han ayudado realmente a los científicos a comprender y medir la aceleración de la expansión del cosmos, que obtuvo el Premio Nobel de Física en 2011. Eso es porque los astrónomos pudieron comparar la distancia real medida por el brillo de las supernovas a su Corrimiento al rojo (Redshift), el estiramiento de la luz estelar que señala cuán rápido se mueve un objeto distante, en gran parte debido al universo en expansión
Esta imagen esquemática representa cómo la luz de una galaxia distante es distorsionada por los efectos gravitacionales de una galaxia más cercana, que actúa como una lente y hace que la fuente distante aparezca distorsionada, pero más brillante, formando anillos característicos de luz, conocidos como anillos de Einstein. Un análisis de la distorsión ha revelado que algunas de las distantes galaxias formadoras de estrellas son tan brillantes como 40 billones de soles, y han sido magnificadas por la lente gravitacional hasta 22 veces. Crédito de la imagen: ALMA ESO/NRAO/NAOJ, L. Calçada (ESO), Y. Hezaveh et al., edited and modified by Joel Johansson
Desde que el fenómeno de la lente gravitacional fue predicho por Albert Einstein, un montón de objetos aumentados han sido descubierto. En ese tiempo, también ha habido un número decente de supernovas tipo Ia manchadas en los cielos. Sin embargo, encontrar un tipo Ia afectada por una lente gravitacional ha demostrado ser difícil de alcanzar.
Pero el 5 de septiembre, la instalación intermedia Palomar Transient Factory en el Observatorio Palomar en San Diego vio un objeto extrañamente brillante aparecer en el cielo nocturno; El Global Relay of Observatories Watching Transients Happen, que llama a una red internacional de telescopios, seguida poco después. El objeto también fue estudiado usando el Telescopio Espacial Hubble de la NASA y el W.M. Observatorio de Keck en Hawaii.
Una visión de campo amplio del cielo nocturno desde el Observatorio Palomar en California revela un impresionante telón de fondo a una imagen compuesta de tipo Ia supernova iPTF15geu. La imagen de la imagen más a la izquierda vino de Sloan Digital Sky Survey. La imagen del centro y la derecha son del telescopio espacial Hubble de la NASA / ESA y muestran la lente galaxia SDSS J210415.89-062024.7 en el centro y cuatro imágenes lensed de la explosión de la supernova alrededor de la galaxia lensing. Crédito de la imagen: ESA/Hubble, NASA, Sloan Digital Sky Survey, Palomar Observatory/California Institute of Technology
"Simplemente no tenía sentido porque el desplazamiento al rojo espectroscópico era tan alto que haría este evento intrínsecamente brillante, demasiado brillante para ser una supernova de tipo Ia, aunque el espectro se pareciera a una supernova de tipo Ia", dijo Kasliwal. "Cuando vi ese espectro estaba completamente desconcertado. Simplemente no sabía cómo darle sentido. Y entonces [la autora principal] Ariel Goobar, mi colega, dijo, 'Bueno, ¿y si esto fue aumentado gravitacionalmente?'"
La supernova, iPTF16geu, resultó ser ampliada y dividida en cuatro imágenes distintas por una galaxia con la masa de 10 mil millones de soles y un radio de cerca de 3.000 años luz. La explosión estelar se encuentra a unos 4.400 millones de años luz de nosotros; La galaxia, en la misma línea de visión, está a unos 2 mil millones de años luz de distancia.
La luz que proviene de esta supernova lentes, y otras similares, debe dar a los astrónomos una nueva visión de la materia oscura y de la teoría general de la relatividad de Einstein. Las diferencias en los tiempos de llegada de las cuatro imágenes diferentes podrían ayudar a los investigadores a realizar mediciones de alta precisión de la tasa de expansión del universo.
La luz de la supernova iPTF16geu viajó 4,3 millones de años para llegar a la Tierra. La única razón por la que los astrónomos vieron que era la galaxia de primer plano la lente, la magnificando por 50 veces. La lente gravitacional también causó que el resplandor de la supernova apareciera en cuatro lugares distintos en el cielo que rodea a la galaxia de lente. Crédito de la imagen: Credit: ESA/Hubble, NASA
"Se necesitaron mil intentos para encontrar uno, pero tenemos esperanza", dijo Kasliwal. "Es el primero, pero definitivamente no debe ser el último".
En la montaña Palomar de California, el Observatorio Palomar recogió esta visión de campo ancho del cielo nocturno. Una explosión de la supernova cuya luz viajó 4.3 mil millones años fue descubierta en la parte central inferior de la imagen debido a la lente gravitacional. Crédito de la imagen: Credit: ESA/Hubble, NASA
La búsqueda es pronto para obtener una actualización importante. Los científicos están en el proceso de poner una nueva y más grande cámara en el Observatorio Palomar, que debería hacer que el proceso de búsqueda sea aproximadamente 10 veces más rápido.
Utilizando el Sloan Digital Sky Survey, los astrónomos exploraron los cielos de las supernovas, empleando un telescopio óptico de gran angular de 2,5 metros en el Apache Point Observatory en Nuevo México. El pequeño punto rojo en el centro izquierdo en la imagen es la explosión iPTF16geu. Crédito de la imagen: Credit: ESA/Hubble, Sloan Digital Sky Survey
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Una galaxia en el centro de esta imagen está distorsionando y doblando la luz de una supernova del tipo Ia, que está detrás de ella. Los cuatro puntos brillantes alrededor del borde de esta gota son vistas diferentes de la misma supernova. Crédito de la imagen: (W. M. Keck Observatory).
Original por Amina Khan reportero especializado para Los Angeles Times.
Por primera vez, los astrónomos han capturado una supernova de tipo Ia que está siendo ampliada por más de 50 veces y dividida en cuatro imágenes en el cielo nocturno gracias a la lente gravitatoria.
El descubrimiento, descrito en la revista Science, podría ayudar a los científicos a controlar mejor el ritmo de expansión del universo y arrojar luz sobre la masa misteriosa e invisible del universo conocida como materia oscura.
"Una vez que esto se convierte en una muestra más grande, entonces ciertamente se puede utilizar esto para restringir la lente gravitatoria y la materia oscura y la teoría general de Einstein de la relatividad - todos estos", dijo el coautor del estudio Mansi Kasliwal, un astrónomo de Caltech.
A medida que viaja por el universo, la luz es exprimida, estirada, doblada, dispersa y filtrada antes de que alcance nuestros telescopios. Estas alteraciones nos permiten sospechar la naturaleza de los contenidos del universo.
Crédito de la imagen: Joel Johansson
Por ejemplo, una estrella que parece tenue podría ser brillante y lejana, o débil y cercana. Aquí es donde entran las supernovas de Tipo Ia. Estas muertes estelares -que ocurren cuando una enana blanca en un sistema binario recoge demasiada masa de su estrella compañera- siempre alcanzan la misma luminosidad. Así que si los astrónomos ven un tipo débil Ia, saben que está lejos; Si ven un brillante, saben que está cerca.
Pero lo suficientemente lejos, estas "velas estándar" se vuelven cada vez más difíciles de ver y estudiar. Así que los científicos han estado buscando un tipo Ia cuya luz ha sido gravitacionalmente lente - ampliada por un objeto masivo, como una galaxia, sentado entre la supernova y los telescopios de la Tierra. El brillo artificial causado por la lente gravitacional permitiría a los investigadores estudiar explosiones mucho más distantes del tipo Ia con el fin de aprender más sobre el lejano universo.
Después de todo, las supernovas de tipo Ia han ayudado realmente a los científicos a comprender y medir la aceleración de la expansión del cosmos, que obtuvo el Premio Nobel de Física en 2011. Eso es porque los astrónomos pudieron comparar la distancia real medida por el brillo de las supernovas a su Corrimiento al rojo (Redshift), el estiramiento de la luz estelar que señala cuán rápido se mueve un objeto distante, en gran parte debido al universo en expansión
Esta imagen esquemática representa cómo la luz de una galaxia distante es distorsionada por los efectos gravitacionales de una galaxia más cercana, que actúa como una lente y hace que la fuente distante aparezca distorsionada, pero más brillante, formando anillos característicos de luz, conocidos como anillos de Einstein. Un análisis de la distorsión ha revelado que algunas de las distantes galaxias formadoras de estrellas son tan brillantes como 40 billones de soles, y han sido magnificadas por la lente gravitacional hasta 22 veces. Crédito de la imagen: ALMA ESO/NRAO/NAOJ, L. Calçada (ESO), Y. Hezaveh et al., edited and modified by Joel Johansson
Desde que el fenómeno de la lente gravitacional fue predicho por Albert Einstein, un montón de objetos aumentados han sido descubierto. En ese tiempo, también ha habido un número decente de supernovas tipo Ia manchadas en los cielos. Sin embargo, encontrar un tipo Ia afectada por una lente gravitacional ha demostrado ser difícil de alcanzar.
Pero el 5 de septiembre, la instalación intermedia Palomar Transient Factory en el Observatorio Palomar en San Diego vio un objeto extrañamente brillante aparecer en el cielo nocturno; El Global Relay of Observatories Watching Transients Happen, que llama a una red internacional de telescopios, seguida poco después. El objeto también fue estudiado usando el Telescopio Espacial Hubble de la NASA y el W.M. Observatorio de Keck en Hawaii.
Una visión de campo amplio del cielo nocturno desde el Observatorio Palomar en California revela un impresionante telón de fondo a una imagen compuesta de tipo Ia supernova iPTF15geu. La imagen de la imagen más a la izquierda vino de Sloan Digital Sky Survey. La imagen del centro y la derecha son del telescopio espacial Hubble de la NASA / ESA y muestran la lente galaxia SDSS J210415.89-062024.7 en el centro y cuatro imágenes lensed de la explosión de la supernova alrededor de la galaxia lensing. Crédito de la imagen: ESA/Hubble, NASA, Sloan Digital Sky Survey, Palomar Observatory/California Institute of Technology
"Simplemente no tenía sentido porque el desplazamiento al rojo espectroscópico era tan alto que haría este evento intrínsecamente brillante, demasiado brillante para ser una supernova de tipo Ia, aunque el espectro se pareciera a una supernova de tipo Ia", dijo Kasliwal. "Cuando vi ese espectro estaba completamente desconcertado. Simplemente no sabía cómo darle sentido. Y entonces [la autora principal] Ariel Goobar, mi colega, dijo, 'Bueno, ¿y si esto fue aumentado gravitacionalmente?'"
La supernova, iPTF16geu, resultó ser ampliada y dividida en cuatro imágenes distintas por una galaxia con la masa de 10 mil millones de soles y un radio de cerca de 3.000 años luz. La explosión estelar se encuentra a unos 4.400 millones de años luz de nosotros; La galaxia, en la misma línea de visión, está a unos 2 mil millones de años luz de distancia.
La luz que proviene de esta supernova lentes, y otras similares, debe dar a los astrónomos una nueva visión de la materia oscura y de la teoría general de la relatividad de Einstein. Las diferencias en los tiempos de llegada de las cuatro imágenes diferentes podrían ayudar a los investigadores a realizar mediciones de alta precisión de la tasa de expansión del universo.
La luz de la supernova iPTF16geu viajó 4,3 millones de años para llegar a la Tierra. La única razón por la que los astrónomos vieron que era la galaxia de primer plano la lente, la magnificando por 50 veces. La lente gravitacional también causó que el resplandor de la supernova apareciera en cuatro lugares distintos en el cielo que rodea a la galaxia de lente. Crédito de la imagen: Credit: ESA/Hubble, NASA
"Se necesitaron mil intentos para encontrar uno, pero tenemos esperanza", dijo Kasliwal. "Es el primero, pero definitivamente no debe ser el último".
En la montaña Palomar de California, el Observatorio Palomar recogió esta visión de campo ancho del cielo nocturno. Una explosión de la supernova cuya luz viajó 4.3 mil millones años fue descubierta en la parte central inferior de la imagen debido a la lente gravitacional. Crédito de la imagen: Credit: ESA/Hubble, NASA
La búsqueda es pronto para obtener una actualización importante. Los científicos están en el proceso de poner una nueva y más grande cámara en el Observatorio Palomar, que debería hacer que el proceso de búsqueda sea aproximadamente 10 veces más rápido.
Utilizando el Sloan Digital Sky Survey, los astrónomos exploraron los cielos de las supernovas, empleando un telescopio óptico de gran angular de 2,5 metros en el Apache Point Observatory en Nuevo México. El pequeño punto rojo en el centro izquierdo en la imagen es la explosión iPTF16geu. Crédito de la imagen: Credit: ESA/Hubble, Sloan Digital Sky Survey
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