Jueves 18 de Julio de 2019
Esta imagen muestra el enorme cúmulo de galaxias MACS J1149.5+2223, cuya luz tardó más de 5 mil millones de años en llegar a la Tierra. La enorme masa del cúmulo está doblando la luz de objetos más distantes. La luz de estos objetos se ha magnificado y distorsionado debido a las lentes gravitacionales. El mismo efecto es crear múltiples imágenes de los mismos objetos distantes. Las observaciones realizadas con el Telescopio Espacial Hubble en realidad se obtuvieron para detectar y seguir la última aparición de la explosión de supernova apodada Refsdal, heic1525, ayudado por la lente gravitacional generada por éste cúmulo de galaxias, cuando una fuente puntual inesperada se iluminó en la misma galaxia que alojó La supernova. "Al igual que la explosión de supernova Refsdal, la luz de esta estrella distante se magnificó, haciéndola visible para el Hubble", dice Patrick Kelly de la Universidad de Minnesota en EE. UU.. "Esta estrella está al menos 100 veces más lejos que la siguiente estrella individual que podamos estudiar, a excepción de las explosiones de supernova". La luz observada de la estrella recién descubierta, llamada Lensed Star 1 LS1, se emitió cuando el Universo tenía solo el 30% de su edad actual, aproximadamente 4.400 millones de años después del Big Bang. La detección de la estrella a través del Hubble solo fue posible porque la luz de la estrella se magnificó 2.000 veces. "La estrella se volvió lo suficientemente brillante como para ser visible para el Hubble gracias a un proceso llamado lente gravitacional", explica José Diego del Instituto de Física de Cantabria, España.
La luz de LS1 se magnificó no solo por la enorme masa total del cúmulo de galaxias, sino también por otro objeto compacto de aproximadamente tres veces la masa del Sol dentro del cúmulo de galaxias; un efecto conocido como microlente gravitacional. “El descubrimiento de LS1 nos permite recopilar nuevos conocimientos sobre los componentes del cúmulo de galaxias. Sabemos que la microlente fue causada por una estrella, una estrella de neutrones o un agujero negro de masa estelar”, explica Steven Rodney de la Universidad de Carolina del Sur, EE. UU. Por lo tanto, LS1 permite a los astrónomos estudiar estrellas de neutrones y agujeros negros, que de otra manera son invisibles y pueden estimar cuántos de estos objetos oscuros existen dentro de este cúmulo de galaxias. Como los cúmulos de galaxias se encuentran entre las estructuras más grandes y masivas del Universo, aprender sobre sus miembros también aumenta nuestro conocimiento sobre la composición del Universo en general. Esto incluye información adicional sobre la misteriosa materia oscura. “Si la materia oscura se compone al menos parcialmente de agujeros negros de masa relativamente baja, como se propuso recientemente, deberíamos poder ver esto en la curva de luz de LS1. Nuestras observaciones no favorecen la posibilidad de que una gran parte de la materia oscura esté formada por estos agujeros negros primordiales con aproximadamente 30 veces la masa del Sol", destaca Kelly.
La luz de LS1 se magnificó no solo por la enorme masa total del cúmulo de galaxias, sino también por otro objeto compacto de aproximadamente tres veces la masa del Sol dentro del cúmulo de galaxias; un efecto conocido como microlente gravitacional. “El descubrimiento de LS1 nos permite recopilar nuevos conocimientos sobre los componentes del cúmulo de galaxias. Sabemos que la microlente fue causada por una estrella, una estrella de neutrones o un agujero negro de masa estelar”, explica Steven Rodney de la Universidad de Carolina del Sur, EE. UU. Por lo tanto, LS1 permite a los astrónomos estudiar estrellas de neutrones y agujeros negros, que de otra manera son invisibles y pueden estimar cuántos de estos objetos oscuros existen dentro de este cúmulo de galaxias. Como los cúmulos de galaxias se encuentran entre las estructuras más grandes y masivas del Universo, aprender sobre sus miembros también aumenta nuestro conocimiento sobre la composición del Universo en general. Esto incluye información adicional sobre la misteriosa materia oscura. “Si la materia oscura se compone al menos parcialmente de agujeros negros de masa relativamente baja, como se propuso recientemente, deberíamos poder ver esto en la curva de luz de LS1. Nuestras observaciones no favorecen la posibilidad de que una gran parte de la materia oscura esté formada por estos agujeros negros primordiales con aproximadamente 30 veces la masa del Sol", destaca Kelly.
Después del descubrimiento, los investigadores utilizaron nuevamente el Hubble para medir un espectro de LS1. Según su análisis, los astrónomos piensan que LS1 es una estrella supergigante de tipo B. Estas estrellas son extremadamente luminosas y de color azul, con una temperatura superficial de entre 11.000 y 14.000 grados Celsius; Haciéndolas más del doble de calientes que el Sol. Pero este no fue el final de la historia. Las observaciones realizadas en octubre de 2016 de repente mostraron una segunda imagen de la estrella. "En realidad, nos sorprendió no haber visto esta segunda imagen en observaciones anteriores, ya que también se puede ver la galaxia en la que se encuentra la estrella", comenta Diego. “Suponemos que la luz de la segunda imagen ha sido desviada por otro objeto masivo en movimiento durante mucho tiempo, básicamente ocultándonos la imagen. Y solo cuando el enorme objeto se movió fuera de la línea de visión, la segunda imagen de la estrella se hizo visible”. Esta segunda imagen y el objeto de bloqueo agregan otra pieza del rompecabezas para revelar la composición de los cúmulos de galaxias. Con más investigación y la llegada de nuevos y más potentes telescopios como el Telescopio Espacial James Webb, los astrónomos sugieren que con la microlente, será posible estudiar la evolución de las primeras estrellas del Universo con mayor detalle que actualmente.
Crédito: NASA / ESA, S. Rodney (Johns Hopkins Univ, EE. UU.) Y el equipo FrontierSN; T. Treu (Universidad de California en Los Ángeles, EE. UU.), P. Kelly (Universidad de California en Berkeley, EE. UU.) Y el equipo de GLASS; J. Lotz (STScI) y el equipo de Frontier Fields; M. Postman (STScI) y el equipo CLASH; y Z. Levay (STScI). Crédito Vídeo: NASA / ESA
