Esta imagen compuesta muestra la búsqueda de la supernova, apodada Refsdal, utilizando el telescopio espacial Hubble.
La imagen de la izquierda muestra una parte del campo de observación profunda del cúmulo de galaxias MACS J1149.5 + 2223 desde el programa Frontier. El círculo indica la posición prevista de la reciente aparición de la supernova. En la parte inferior derecha se ve "La cruz Einstein" desde finales de 2014. La imagen en la parte superior derecha muestra las observaciones del Hubble de octubre del 2015, tomadas al inicio de la observación para detectar la aparición más reciente de la supernova. La imagen en la parte inferior derecha muestra el descubrimiento de la Supernova Refsdal, el 11 de diciembre de 2015, según las predicciones por varios modelos diferentes. Crédito: NASA y la ESA y P. Kelly (Universidad de California, Berkeley)
El telescopio espacial Hubble ha capturado la imagen de la explosión de una supernova por primera vez. La reaparición de la supernova Refsdal se calculó a partir de diferentes modelos del cúmulo de galaxias cuya gravedad inmensa deformó la luz de la supernova.
Muchas estrellas terminan sus vidas con una con una explosión, pero sólo unas pocas de estas explosiones estelares han sido sorprendidas en el momento exacto de su explosión. Cuando se pueden "cazar al instante, es todo un éxito y de suerte.
El 11 de diciembre de 2015 los astrónomos no sólo fotografiaron a la supernova en acción, si no que la vieron cuando y donde predijeron que ocurriría.
La supernova, apodada Refsdal, ha sido vista en el cúmulo de galaxias MACS J1149.5 + 2223. Mientras que la luz de la agrupación ha necesitado unos cinco mil millones de años en llegar hasta nosotros, la propia supernova explotó mucho antes, hace casi 10 mil millones de años.
La historia de Refsdal comenzó en noviembre de 2014, cuando los científicos detectaron cuatro imágenes separadas de la supernova en una disposición rara conocida como "Cruz de Einstein" alrededor de una galaxia dentro MACS J1149.5 + 2223. La ilusión óptica cósmica se debió a la masa de una sola galaxia dentro de la deformación del clúster y magnificó la luz de la explosión estelar distante en un proceso conocido como lente gravitacional.
"Si bien en el estudio de la supernova, nos dimos cuenta de que la galaxia en la que explotó es una galaxia que pertenece a un cúmulo de galaxias", explica Steve Rodney, co-autor, de la Universidad de Carolina del Sur. "La supernova de la galaxia nos aparece en al menos tres imágenes distintas causadas por los medios de deformación del cúmulo de galaxias."
Estas múltiples imágenes de la galaxia presentan un raro acontecimiento. A medida que la materia en el cúmulo - tanto oscura y visible - se distribuye de manera desigual, la luz de cada una de estas imágenes toma un camino diferente, con una longitud diferente. Por lo tanto, las imágenes de la galaxia de la supernova son visibles en diferentes momentos.
Haciendo uso de otras lentes gravitacionales en galaxias dentro de la agrupación y su combinación con el descubrimiento del evento "Cruz de Einstein" en 2014, los astrónomos fueron capaces de hacer predicciones precisas para la reaparición de la supernova. Sus cálculos también indican que la supernova apareció una vez en una tercera imagen de la galaxia en 1998, un evento no observado por ningún telescopio. Para hacer estas predicciones tenían que utilizar algunas técnicas de modelado muy sofisticadas.
"Utilizamos siete modelos diferentes de la agrupación para calcular cuándo y dónde iba a aparecer la supernova en el futuro.
Fue un gran esfuerzo por parte de la comunidad para reunir los datos de entrada necesarios utilizando el Hubble, VLT-MUSE y Keck y construir los modelos de lentes", explica Tommaso Treu, autor principal del artículo de la Universidad de California en Los Ángeles, EE.UU. "Y los siete modelos predijeron aproximadamente el mismo marco de tiempo para cuando aparecería la nueva imagen de la estrella en explosión".
Desde finales de octubre 2015 el Hubble ha estado observando periódicamente en MACS J1149.5 + 2223, con la esperanza de observar la repetición única de la explosión y probar que los modelos son correctos. El 11 de diciembre Refsdal finalmente confirmó su predicción.
"El Hubble ha mostrado el método científico moderno en su mejor momento", comenta Patrick Kelly, autor principal del descubrimiento. "Probar las predicciones a través de observaciones proporciona poderosos medios de mejorar nuestra comprensión del cosmos."
La detección de la reaparición de Refsdal fue una oportunidad única para que los astrónomos probaran sus modelos de cómo la masa - en especial la de la misteriosa materia oscura - se distribuye dentro de este cúmulo de galaxias. Los astrónomos ahora están ansiosos por ver qué otras sorpresas se hallarán con el programa Frontier/ Hubble.
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