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Tal y como se había predicho, se ha vuelto a ver la supernova Refsdal gracias al fenómeno de lente gravitatoria.

Hace mucho tiempo, en una galaxia muy lejana, explotó una supernova cuyo brillo era comparable al de toda la galaxia. Fue vista aquí en la Tierra hace unos años y recientemente a vuelto a ser vista hace poco para cerrar el año en el que se cumple un siglo de la Relatividad General.

Según esta teoría, una concentración de masa-energía es capaz de curvar el espacio que hay a su alrededor. La luz tiene que seguir ese espacio curvado a lo largo de geodésicas (el camino más corto en espacios curvos), por lo que se puede medir el efecto. Esto se puede apreciar en cómo cambian las posiciones de las estrellas durante un eclipse de Sol, tal como en su día mostró Arthur Eddington.

Desde que se puso en órbita el telescopio espacial Hubble se han descubierto muchas lentes gravitacionales. Pero, ¿qué es una lenta gravitacional? No es más que una alineación entre nosotros como observadores, una gran masa galáctica (un masivo cúmulo de galaxias) y una fuente de luz aún más lejana detrás de todo ello (generalmente una galaxia).

La luz de la galaxia lejana pasa cerca del cúmulo y es desviada por el espacio curvado que hay alrededor del cúmulo. Dependiendo de cómo de buena sea la alineación, la galaxia lejana se ve deformada de una u otra manera, generalmente con forma de arco. Si el cúmulo fuera una esfera perfecta y la imagen de la galaxia lejana un círculo o un punto, entonces veríamos esa galaxia lejana como una circunferencia alrededor del cúmulo.

A veces la galaxia lejana forma más de una imagen al pasar por la lente gravitatoria. Incluso puede formar cuatro imágenes en lo que se conoce como cruz de Einstein. Incluso se pueden ver más de cuatro imágenes, sobre todo si hay varios objetos en el cúmulo que actúen de lente.

Sabemos que esas imágenes distorsionadas de alrededor de una lente gravitacional proceden de la misma galaxia lejana porque sus espectros son idénticos, pero diferentes de los de las galaxias del cúmulo que están en primer plano.

Una lente es una lente y puede amplificar una luz que sea muy débil. Una lente gravitatoria funciona como el mayor telescopio que podamos usar jamás, un telescopio de tamaño galáctico. Estas lentes gravitatorias nos permiten echar un vistazo al borde del Universo y saber cómo eran las primeras galaxias que se formaron y que ya tienen una velocidad de recesión gigantesca debido a la expansión del Universo.

En la galaxia lejana puede que se dé el caso de una explosión de supernova. Algo que probablemente sucedió hace muchos miles de millones de años y a miles de millones de años luz de distancia, pero que podemos ver ahora, gracias, entre otras cosas, al efecto amplificador de la lente gravitatoria.

Si la alineación da como resultado una lente de tipo de tipo cruz de Einstein entonces tendremos varias imágenes de la misma supernova. Pero, como cada imagen corresponde a un camino diferente de distinta longitud, entonces podremos ver la misma explosión de supernova varias veces separadas en el tiempo, aunque la estrella sólo explotó una vez.

En 2004 se descubrió uno de estos casos en el cúmulo MACS J1149.5+2223, que está a 5000 millones de años luz de distancia a nosotros. En esa imagen se pudo ver un punto borroso que parecía una supernova que estaba aún más lejos y que sería visible gracias al efecto de lente gravitatoria. Se creyó que se trataba de una supernova de tipo Ia, pero ahora parece muy similar a la supernova SN 1987A, que es un caso peculiar de supernova de tipo II.

A la supernova se la denominó Refsdal en honor al astrónomo noruego Sjur Refsdal. Volvió a verse la supernova Refsdal el 10 de noviembre de 2014. En su día ya mencionamos por aquí este caso.

Ahora se ha podido volver a ver esta supernova el 11 de diciembre de 2015 en lo que supone la sexta imagen de la supernova. Tal y como se había predicho volvió a verse en más o menos un año.

La supernova Refsdal, con un corrimiento al rojo de z = 1,488 ± 0,001, es muy lejana, pues está a 9300 millones de años luz de nosotros. Es un todo un logro este hallazgo, pues ayudará a saber la distribución de materia oscura con una precisión sin precedentes y a conocer mejor la expansión y geometría del Universo.

Es asombro pensar que la luz ha estado viajando durante todo este tiempo por distintos caminos hasta acumular diferencias de tiempo medidas en años, esperando a que nosotros pudiéramos medirl y así saber más sobre el Cosmos. Somos, sin duda, afortunados.

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Fuentes y referencias:
Artículo original I.
Artículo original II.
Cruz de Einstein y lentes gravitacionales.
Foto: NASA/ESA Hubble Space Telescope.