Retratan una supernova con solo 8 horas de vida

Un nuevo estudio liderado por la Universidad de Minnesota Twin Cities, en Estados Unidos, ha logrado medir el tamaño de una estrella primitiva y retratar su explosión en forma de supernova, de la forma que ocurrió hace más de 11 mil millones de años. Las imágenes detalladas muestran a la estrella supergigante roja en explosión y podrían ayudar a los científicos a aprender más sobre las estrellas y las galaxias presentes en el Universo primitivo.

Una enorme explosión estelar detrás de Abell 370

Según una nota de prensa, la observación fue posible gracias al fenómeno llamado lente gravitacional, que se produce cuando la luz procedente de objetos distantes y brillantes, como en este caso la explosión de supernova, se curva alrededor de un objeto masivo (generalmente una galaxia o un cúmulo de galaxias) situado entre el objeto emisor y el receptor. El efecto permite apreciar las características de la estructura que emite la luz, que de otra forma permanecería oculta. 

En este caso, la luz de la supernova tomó tres caminos diferentes a través del enorme cúmulo de galaxias Abell 370, localizado aproximadamente a 6 mil millones de años luz de la Tierra. El efecto de lente gravitacional dobló y magnificó la luz de la supernova más distante ubicada detrás del cúmulo, de acuerdo a un comunicado de la Agencia Espacial Europea (ESA). Cuando la luz llegó al Hubble y fue captada por el telescopio, en diciembre de 2010, la supernova apareció en tres etapas diferentes de su evolución, que respondían precisamente al desdoblamiento de la luz evidenciado por la lente gravitacional. 

Los científicos a cargo de la investigación, publicada recientemente en la revista Nature, indicaron que el nuevo análisis de las imágenes obtenidas por el telescopio Hubble hace casi 12 años permitió lograr la primera medición del tamaño de una estrella moribunda en el Universo primitivo. Al observar el brillo de la supernova y la velocidad de enfriamiento, los cuales dependen del tamaño de la estrella progenitora, los astrónomos calcularon que la supergigante roja en explosión tenía un radio unas 500 veces mayor que el Sol.

Una supernova en el Universo primitivo

Vale recordar que una supernova es una explosión estelar de grandes dimensiones, que ocurre durante las últimas etapas evolutivas de una estrella masiva. El objeto original, denominado progenitor, colapsa en una estrella de neutrones o un agujero negro o, en su defecto, se destruye por completo. En esta ocasión, se ha obtenido la primera mirada detallada a una supernova en una época mucho más temprana de la evolución del Universo.

El grupo de investigadores, liderado por Wenlei Chen, logró descubrir en las imágenes del Hubble los momentos iniciales de una supernova que tuvo lugar cuando el Universo tenía menos de una quinta parte de su edad actual, calculada en aproximadamente 13.800 millones de años. Eso es alrededor de 60 veces más lejos en el tiempo que cualquier otra supernova observada previamente a este nivel de detalle. 

Además de este hallazgo sin precedentes, que permitirá profundizar en las condiciones de las estrellas más antiguas del cosmos y compararlas con las más jóvenes, el estudio cobra mayor trascendencia al haber logrado registrar a la supernova en tres momentos diferentes de su desarrollo, comenzando aproximadamente desde las 8 horas posteriores a la explosión.

El rápido cambio de color de la supernova que se desvanece, que puede apreciarse en las imágenes, indica su cambio de temperatura y su progresión. Cuanto más azul es el color, más caliente es la supernova. Precisamente, la primera fase capturada aparece en color azul, solo algunas horas luego del estallido. A medida que la supernova se enfriaba, su luz se volvía más roja y también permitió observar otras dos fases de su evolución.

Referencia

Shock cooling of a red-supergiant supernova at redshift 3 in lensed images. Wenlei Chen et al. Nature (2022). DOI:https://doi.org/10.1038/s41586-022-05252-5