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El ‘Hubble’ capta la ‘cruz de Einstein’ de una supernova

El telescopio espacial fotografía la imagen múltiple de una explosión estelar

Grupo de galaxias MACS J1149+2223, a 5.000 millones de años luz de distancia de la Tierra, con la supernova del fondo multiplicada por cuatro por el efecto de lente gravitacional, fotografiada por el `Hubble´. NASA/ESA

El telescopio espacial Hubble ha fotografiado un sorprendente fenómeno: una lejana explosión de supernova multiplicada por cuatro debido a que su luz se curva por el efecto gravitatorio de una galaxia masiva, que está en un grupo galáctico también masivo interpuesto en la línea de visión desde la Tierra. Es la primera vez que se capta este efecto, denominado La Cruz de Einstein, con una supernova, aunque se conocía ya en decenas de casos de cuásares y de galaxias, anuncia la Agencia Europea del Espacio (ESA).

La galaxia que actúa como lente gravitacional para la supernova (bautizada por los científicos como Refsdal) está a una distancia de unos 5.000 millones de años luz de la Tierra y la explosión estelar, a unos 9.500 millones de años luz. La gran masa galáctica curva el espacio-tiempo y, por tanto, la luz de la supernova lejana al pasar junto a ella, formándose así, para el observador terrestre, las cuatro imágenes separadas de la explosión estelar con su luz magnificada.

Teoría de la Relatividad

La Teoría General de la Relatividad de Einstein predice que la masa en el universo curvan el espacio-tiempo y, por tanto, la trayectoria de la luz, actuando como una lente que magnifica los objetos que están detrás de dicha masa al ser observados desde la Tierra, explican los expertos de la Universidad de California en Berkeley. El efecto se denomina lente gravitacional y se observó por primera vez en 1979.

La masa que curva la luz de un objeto más lejano puede ser una galaxia o un grupo de ellas. En el caso de que el objeto del fondo, la masa interpuesta y el observador no estén perfectamente alineados, la luz del primero pasa lejos de la segunda y se produce una lente débil que distorsiona la imagen del objeto lejano. También es así cuando la masa no es muy grande. Pero si el objeto del fondo es extenso —como una galaxia— y está justo detrás de la masa interpuesta, o casi, el efecto de lente gravitacional fuerte puede generar un aro luminoso, denominado Anillo de Einstein. La lente gravitacional fuerte y las fuentes luminosas puntuales a menudo producen múltiples imágenes, como la de la supernova que se ve cuatro veces formando la Cruz de Einstein captada por el Hubble, resumen los científicos de Berkeley.

“Fue una completa sorpresa”, explica Patrick Kelly, investigador de la Universidad de California en Berkeley (EE UU) y miembro del equipo GLASS que da a conocer el hallazgo esta semana en la revista Science, en una sección especial dedicada al centenario de la Teoría de la Relatividad General de Einstein. Kelly, en concreto, fue quien halló la supernova multiplicada por cuatro analizando datos tomados por el Hubble (de la NASA y la ESA) en noviembre de 2014. “Es un descubrimiento maravilloso: llevamos 50 años buscando una supernova con un fuerte efecto de lente gravitacional y ahora hemos encontrado una”, añade Alex Filippenko, de la Universidad de California en Berkeley. “Además de ser realmente genial, puede proporcionar mucha información astrofísica importante”, recalca.

“La supernova se ve unas 20 veces más brillante que su brillo natural”, añade Jens Hjorth, del Dark Cosmology Centre (Dinamarca), otro de los autores de la investigación. “Eso se debe al efecto combinado de dos lentes superpuestas: el masivo grupo galáctico enfoca la luz de la supernova en tres rutas diferentes y una de ellas está precisamente alineada con una galaxia elíptica del grupo, y se produce un segundo efecto de lente gravitatoria”. Se crean así las cuatro imágenes.

En el proceso de curvatura del espacio-tiempo que desvía la luz está implicada la materia ordinaria de esas galaxias, pero también la enigmática materia oscura que supone el 27 % del universo y que nadie sabe qué es, señalan los investigadores. Por ello, la imagen multiplicada de la supernova no solo es un hallazgo atractivo sino que puede ayudar a estimar la cantidad y la distribución de dicha materia oscura en el grupo galáctico.

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