Hubble captura las tres caras de una supernova en evolución en el universo primitivo

Tres momentos diferentes en una explosión de supernova lejana fueron capturados en una sola instantánea por el Telescopio Espacial Hubble de la NASA/ESA. La estrella progenitora explotó hace más de 11.000 millones de años, cuando el Universo tenía menos de una quinta parte de su edad actual de 13.800 millones de años.

Como resultado de un fenómeno llamado lente gravitacional, el Telescopio Espacial Hubble de NASA/ESA capturó tres momentos diferentes en una explosión de supernova lejana en una sola instantánea. La luz de la supernova, que estaba ubicada detrás del cúmulo de galaxias Abell 370, fue multiplicada por la inmensa gravedad del cúmulo. Esta luz tomó tres caminos diferentes a través de la lente cósmica del cúmulo masivo. Los tres caminos tenían tres longitudes diferentes, por lo que cuando la luz llegó al Hubble (el mismo día de diciembre de 2010), la supernova apareció en tres etapas diferentes de evolución. El panel izquierdo muestra la porción de Abell 370 donde aparecieron las múltiples imágenes de la supernova. El panel A, una composición de las observaciones del Hubble de 2011 a 2016, muestra las ubicaciones de la galaxia anfitriona con múltiples imágenes después de que la supernova se desvaneciera. El panel B, una imagen del Hubble de diciembre de 2010, muestra las tres imágenes de la galaxia anfitriona y la supernova en diferentes fases de su evolución. El Panel C, que sustrae la imagen del Panel B de la del Panel A, muestra tres caras diferentes de la supernova en evolución. Usando un proceso de sustracción de imágenes similar para múltiples filtros de datos, el Panel D muestra los diferentes colores de la supernova enfriándose en tres etapas diferentes de su evolución. [Descripción de la imagen: se muestran cinco paneles. El panel izquierdo más grande muestra la porción del cúmulo de galaxias Abell 370 donde aparecieron las múltiples imágenes de la supernova, que se muestra en cuatro paneles etiquetados de la A a la D a la derecha. Estos paneles muestran las ubicaciones de la galaxia anfitriona con múltiples imágenes después de que una supernova se desvaneciera y los diferentes colores de la supernova que se enfría en tres etapas diferentes de su evolución.] Crédito: NASA, ESA, STScI, Wenlei Chen (UMN), Patrick Kelly (UMN), Hubble Frontier Fields

Esta es la primera mirada detallada a una supernova en un momento tan temprano en la evolución del Universo. Los datos podrían ayudar a los científicos a aprender más sobre la formación de estrellas y galaxias en el Universo primitivo.

Esta observación fue posible gracias al fenómeno llamado lente gravitacional, como lo predijo por primera vez la teoría general de la relatividad de Einstein. En este caso, la luz tomó tres caminos diferentes a través de la lente cósmica del enorme cúmulo de galaxias Abell 370, doblando y magnificando la luz de la supernova más distante ubicada detrás del cúmulo. Los tres caminos tenían tres longitudes diferentes, por lo que cuando la luz llegó al Hubble (el mismo día de diciembre de 2010), la supernova apareció en tres etapas diferentes de evolución.

La exposición del Hubble también capturó el rápido cambio de color de la supernova que se desvanece, lo que indica su 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.

A través del fenómeno de la lente gravitacional, el Telescopio Espacial Hubble de la NASA/ESA capturó tres momentos diferentes en la explosión de una supernova muy lejana, ¡todo en una sola imagen! 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 durante diferentes períodos de tiempo que llegaron al Hubble simultáneamente. El recuadro superior muestra una porción de Abell 370. El recuadro dentro del recuadro marca el área donde la supernova distante se multiplicó por lentes. La imagen inferior es una versión ampliada de esta área con los caminos de luz marcados para las tres imágenes de la supernova. El lado derecho de la imagen inferior muestra la galaxia distante en la que explotó la supernova. Las líneas muestran cómo la luz viajó a través de la lente gravitacional, y parte de la luz tomó rutas más largas a través de "valles" de espacio deformado. La deformación produjo tres imágenes de la explosión en diferentes períodos de tiempo que llegaron al Hubble simultáneamente. Crédito: NASA, ESA, A. Pagan (STScI)

Esta es también la primera vez que los astrónomos han podido medir el tamaño de una estrella moribunda en el Universo primitivo. Lo hicieron observando el brillo y la velocidad de enfriamiento de la supernova, los cuales dependen del tamaño de la estrella progenitora. Las observaciones de Hubble muestran que la supergigante roja cuya explosión de supernova descubrieron los investigadores tenía un radio unas 500 veces mayor que el Sol.

Un equipo internacional de astrónomos encontró esta supernova examinando los archivos de datos del Hubble en busca de eventos transitorios. El equipo también tiene tiempo planeado para que el Telescopio Espacial James Webb de la NASA/ESA/CSA observe supernovas aún más distantes. Esperan contribuir a un catálogo de supernovas muy lejanas para ayudar a los astrónomos a comprender si las estrellas que existieron hace muchos miles de millones de años son diferentes de las del Universo cercano. El artículo del equipo, titulado "Shockcooling of a red-supergiant supernova at redshift 3 in lensed images", se publicará en Nature el 10 de noviembre.

Más información

El Telescopio Espacial Hubble es un proyecto de cooperación internacional entre la ESA y la NASA.

Esta imagen fue tomada como parte del programa de observación Hubble GO-11591 (PI J.-P. Kneib).

Los resultados científicos asociados también fueron respaldados por el programa de investigación de archivos Hubble Cycle 27, así como por los programas de observación Hubble GO-15936 y GO-16278.

Crédito de la imagen: NASA, ESA, STScI, Wenlei Chen (UMN), Patrick Kelly (UMN), Hubble Frontier Fields

Enlaces

• Imágenes del Hubble
• Entrada del Hubble Word Bank sobre lentes gravitacionales
• Artículo científico
• Lanzamiento del sitio Hubble

Contactos

Betania Downer

Director de Comunicaciones Científicas de ESA/Hubble

Correo electrónico: info@esahubble.org

• Publicado en ESA/Hubble el 9 de noviembre del 2022, enlace publicación.