Un equipo internacional con participación do CSIC observou as primeiras fases dunha supernova. A instantánea, que recolle tres momentos diferentes ás poucas horas da explosión estelar, corresponde a unha estrela que tiña un tamaño 500 veces maior que o sol e que estourou hai 11.000 millóns de anos, cando o universo era aínda primitivo con 2.100 millóns de anos. Esta imaxe, captada polo telescopio espacial Hubble da ESA e da NASA, publicouse na revista Nature.
Trátase da primeira vez que se observa con tanta precisión unha supernova nas súas primeiras etapas a esta distancia e que, ademais, corresponde a unha explosión estelar ao comezo da historia do universo. Ambos os achados poderían axudar á comunidade científica a saber máis sobre a formación de estrelas e galaxias no universo primitivo.
“É bastante raro que se poida detectar unha supernova nunha etapa moi temperá, porque esa etapa é moi curta”, explica Wenlei Chen, primeiro asinante do traballo e investigador na Escola de Física e Astronomía da Universidade de Minnesota. “Só dura dunhas horas a uns días, e pode pasar desapercibido facilmente mesmo para unha detección temperá. Na mesma exposición, fomos capaces de ver unha secuencia de imaxes, como as múltiples etapas dunha supernova”, engade.
Tres etapas dunha explosión
O telescopio Hubble captou nunha soa imaxe tres momentos únicos da explosión da supernova ao longo de diferentes fases, que chegaron á Terra ao mesmo tempo. Esta imaxe conseguiuse grazas ao fenómeno chamado lente gravitacional: este efecto prodúcese por un cúmulo de galaxias, cunha masa miles de veces maior que a da Vía Láctea, que amplifica a luz que se produce en obxectos que están moi afastados e aliñados xusto detrás do cúmulo. Funciona como o faría unha lente, aumentando a luz que nos chega da supernova, facéndoa visible para o telescopio espacial.
Desta forma, o cúmulo de galaxias Abell 370 actuou coma se fose a lente, magnificando a luz da supernova afastada, que se situaba detrás do cúmulo. As imaxes ampliadas por esta lente tomaron tres roteiros diferentes a través do cúmulo, debido ás diferenzas de lonxitude nos camiños que seguiu a luz da supernova, á retardación do tempo e á curvatura do espazo pola gravidade predita por Albert Einstein.
“Debido a que a luz tarda tempos distintos en viaxar por estes tres camiños, a imaxe captada polo Hubble mostra tres instantes da explosión nunha soa imaxe. Entre estes tres instantes, un deles corresponde a só unhas horas despois da explosión”, explica José María Diego, investigador do Instituto de Física de Cantabria (IFCA, CSIC-UC) que participou na interpretación do efecto lente gravitacional e dos tempos entre as distintas imaxes da supernova.
Ademais, o telescopio captou os cambios de temperatura da supernova, que se observan coa variación na súa cor. Cando é máis azul, máis quente é a supernova, e a medida que se arrefría a súa luz, vólvese máis vermella. “Vense diferentes cores nas tres imaxes”, afirma Patrick Kelly, líder do estudo e profesor na Escola de Física e Astronomía da Universidade de Minnesota. “No núcleo da estrela masiva prodúcese un choque, quéntase, e logo ves que se arrefría. É, probablemente, unha das cousas máis sorprendentes que vin nunca”, destaca.
Unha estrela xigante
As observacións mostran que a estrela vermella superxigante posuía un tamaño 500 veces maior que o do sol. Trátase da primeira vez que o equipo investigador é capaz de medir as dimensións dunha estrela moribunda no universo máis primitivo. Para logralo, baseáronse en algoritmos de aprendizaxe automática (machine learning) para medir o brillo e a velocidade de arrefriado do astro.
Agora, aproveitando a chegada do telescopio espacial James Webb da NASA, o equipo ten previsto comezar a observar supernovas aínda máis afastadas e crear un catálogo de supernovas que axuden a entender se as estrelas que existiron hai miles de millóns de anos son diferentes das do universo que coñecemos hoxe.
Referencia: Shock cooling of a red-supergiant supernova at redshift 3 in lensed images (Publicado en Nature)
